Han avled i sitt hem i Tel Aviv på onsdagen, omgiven av sin familj, enligt lokala medier. Förra året diagnostiserades han med demenssjukdom.
I ett officiellt uttalande beskriver Israels president Isaac Herzog Topol som "en begåvad skådespelare som erövrade många scener i Israel och utlandet och fyllde biodukarna med sin närvaro".
Topol, som för det mest bara använde sitt efternamn, fick sitt internationella genombrott i "Skuggan av en jätte" 1966.
I samma veva fick han rollen som det judiske mjölkbudet Tevye i musikalen "Spelman på taket", en roll han spelade mer än 3 500 gånger på scen och i Hollywood-filmatiseringen från 1971 .
Chaim Topol blev 87 år.