Mannen var 25 år jobbet deltid ved museet, melder den belgiske avisen Le Soir. Han har ligget hardt skadet på sykehus siden lørdag, men døde søndag ettermiddag.
Totalt er nå fire personer døde etter det belgiske myndigheter beskriver som en terrorhandling.
Det var lørdag ettermiddag at en ukjent mann åpnet ild mot det jødiske museet i den belgiske hovedstaden Brussel.
Mener han var alene om skytingen
Belgisk politi mener mannen som skjøt og drepte i museet i Brussel handlet alene.
– Vi mener mannen agerte på egen hånd og at han var godt forberedt, sa pressetalskvinne Ine Van Wymersch på en pressekonferanse søndag.
Hun ville ikke utdype nærmere hvordan politiet kunne se at mannen hadde forberedt seg.
Politiet har brukt hele natten på å undersøke overvåkingsbilder fra stedet.
To av de drepte var israelske turister, et ektepar i 50-årene fra Tel Aviv, opplyser israelske myndigheter. En fransk kvinne er også blant ofrene.
Alle de fire personene befant seg inne i museet og de ble truffet i hodet eller halsen.
Terror
Ordføreren i Brussel sa lørdag ettermiddag at alt tyder på terror og sikkerheten rundt jødiske institusjoner i landet er styrket.
– Det er helt klart en ekstrem handling, og på det jødiske museet, det er ikke tilfeldig, sa ordfører Yvan Mayeur, som fikk støtte av utenriksministeren.
– Selvsagt tenker vi på dette som en mulig terrorhandling og en antisemittisk handling, men vi kan ikke være sikre. Vi må avvente hva etterforskningen viser, sa Didier Reynders.
Samtidig sier den franske presidenten Froncios Hollande at det ikke kan være tvil om at armgrepet hadde en antisemittisk karakter.