Foi morto no dia 30 de setembro de 2015, durante um patrulhamento de rotina na região do Campo do Sargento, no Complexo do Alemão, dois dias após seu aniversário de 27 anos. Caio foi atingido por um tiro de fuzil no pescoço. Chegou a ser encaminhado para o Hospital Getúlio Vargas, no bairro da Penha, mas não resistiu aos ferimentos.
Foi muito amigo de seus colegas de dublagem [[Charles Emmanuel]] e [[Luísa Palomanes]], os quais dublaram, respectivamente, Rony Weasley ([[Rupert Grint]]) e Hermione Granger ([[Emma Watson]]) da saga ''[[Harry Potter (série de filmes)|Harry Potter]]''.<ref>{{citar web|url=http://zh.clicrbs.com.br/rs/noticias/noticia/2015/09/dublador-de-harry-potter-morre-em-tiroteio-com-traficantes-4859714.html|título=Dublador de Harry Potter morre em tiroteio com traficantes|obra=ZH 2014}}</ref><ref>{{citar web|url=http://g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/2015/09/morre-pm-e-ex-dublador-de-harry-potter-atingido-por-tiro-no-alemao.html|título=Morre PM e ex-dublador de Harry Potter atingido por tiro no Alemão|publicado=G1|obra=Globo|acessodata=25 de dezembro de 2015}}
