Premiärministern insjuknade under ett regeringssammanträde på onsdagen och fördes till sjukhus där han sedermera avled, uppger presidenten Alassane Ouattara.
"Jag hyllar minnet av en statsman, en man med stor lojalitet, hängivenhet och kärlek til sitt hemland", säger Outtara i ett uttalande.
Gon Coulibaly återvände till Senegal den 2 juli efter två månaders vistelse i Frankrike där han genomgått en hjärt- och kärlundersökning. Premiärministern hade tidigare genomgått en hjärtoperation 2012.