Την εποχή του θανάτου του, μαινόταν ο Πελοποννησιακός πόλεμος ανάμεσα στην Αθήνα και τη Σπάρτη. Oι Σπαρτιάτες είχαν στρατοπεδεύσει στην περιοχή της Δεκέλειας και των Αχαρνών. Οι συγγενείς του ποιητή ήθελαν να ταφεί στον οικογενειακό τάφο, στη Δεκέλεια που βρισκόταν υπό την κατοχή των Σπαρτιατών.
Για το λόγο αυτό ζήτησαν άδεια από τον Σπαρτιάτη Βασιλιά Άγι, ο οποίος, ύστερα από προτροπή του θεού Διονύσου, τους παραχώρησε το δικαίωμα ταφής στο συγκεκριμένο σημείο. Πάνω από τον τάφο, οι Αθηναίοι έστησαν μια χάλκινη σειρήνα ή χελιδόνα που έγραφε: «Κρύπτω τώδε τάφω Σοφοκλή πρωτεία λαβόντα τη τραγική τέχνη. Σχήμα το σεμνότατον». Έτσι έγινε η ταφή του Σοφοκλή σύμφωνα με άγνωστο βιογράφο του. Όπως ανέφερε, ο πατρογονικός τάφος του ποιητή βρισκόταν 11 πόδια από το τείχος της Δεκέλειας.
Η ανακάλυψη του «τύμβου του Σοφοκλή» Το 1888, ο Δανός δασολόγος και αρχαιολάτρης, Λ. Μούντερ, ο οποίος ήταν διευθυντής του βασιλικού κτήματος του Τατοϊου ανακάλυψε έναν τύμβο στους πρόποδες της Πάρνηθας. Είχε υπολογίσει την απόσταση από το τείχος του οχυρού της Δεκέλειας και οδηγήθηκε στη θέση «Μεγάλη Βρύση» στην σημερινή περιοχή της Βαρυμπόμπης. Ο τύμβος είχε διάμετρο 40 μ. και ύψος 13 μ. και στο εσωτερικό του υπήρχαν τρεις σαρκοφάγοι.
Σε μια από τις σαρκοφάγους, υπήρχαν τα οστά ηλικιωμένου άντρα, που πίστευε ότι ανήκαν στον Σοφοκλή. Σύμφωνα με όσους ήταν παρόντες στην ανασκαφή, δίπλα στον νεκρό βρέθηκε ένα ξύλινο ραβδί, το οποίο διαλύθηκε μόλις ήρθε σε επαφή με τον αέρα. Πιθανότατα ήταν η «καμπύλη βακτηρία», που είχε επινοήσει ο Σοφοκλής. Βρέθηκαν επίσης δύο σιδερένιες στλεγγίδες και μικρά αγγεία, ενώ στην κεντρική σαρκοφάγο βρήκαν χάλκινο καθρέπτη – γι’αυτό οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ότι μπορεί να ανήκε σε γυναίκα.
Το 1893, ο Μούντερ έστειλε το κρανίο σε διακεκριμένο ανθρωπολόγο στη Γερμανία, ο οποίος αποφάνθηκε ότι ανήκε σε άντρα που πέθανε κατά το δεύτερο μισό της ζωής του. Το 1958, οι πριγκίπισσες Σοφία και Ειρήνη βρέθηκαν στο σημείο και βοήθησαν τις ανασκαφές της αρχαιολόγου Θεοφανούς Αρβανιτοπούλου. Οι πριγκίπισσες βρήκαν αρκετά όστρακα αγγείων στην ευρύτερη περιοχή, τα οποία η πριγκίπισσα Ειρήνη περιέγραφε στο βιβλίο της «Όστρακα εκ Δεκελείας». Στην πορεία του χρόνου ο «τύμβος του Σοφοκλή» ή «τύμβος της Καμβέζας», όπως είναι γνωστός, εγκαταλείφθηκε και ξεχάστηκε από την πολιτεία.
Τo 2006 o τάφος κηρύχτηκε αρχαιολογικός χώρος και έγιναν προστατευτικές εργασίες και προστέθηκε στέγαστρο. Ο χώρος πλέον είναι περιφραγμένος και έγιναν εργασίες πλακόστρωσης στον ταφικό περίβολο. Ο τάφος ενός από τους σημαντικότερους συγγραφείς της αρχαιότητας θα μπορούσε να αποτελέσει μαζί με την αξιοποίηση του γειτονικού κτήματος Τατοϊου σε ένα σημαντικό αξιοθέατο με διεθνές ενδιαφέρον.