Regina Maria s-a stins din viaţă pe 18 iulie 1938, la Castelul Pelişor, în urma unei grele suferințe. Boala Reginei era incurabilă. Avea cancer la ficat în fază terminală, fără şanse de recuperare. Dorinţa ei a fost să fie înmormântată la Curtea de Argeş, lângă regele Ferdinand și predecesorii lor – regele Carol I și regina Elisabeta. 

Primele semne ale bolii cumplite au apărut în 1936, o criză hemoragică puternică din care nu îşi va mai reveni de fapt niciodată.  Izolată din viața politică și publică după restaurarea lui Carol, Regina trăia de mai multă vreme retrasă într-un fel de exil intern la reședințele sale din Bran și Balcic, departe de intrigile de la curtea regală a fiului său.

În februarie 1938 se internează în Italia la sanatoriul de la Merano, iar în aprilie este transportată la sanatoriul dr. Lahmann din Weisser Hirsch, lângă Dresda, Germania. Deşi medicii o considerau inaptă pentru efortul unei călătorii lungi şi obositoare, în trenul de reîntoarcere spre țară, după o lungă şi grea suferinţă fizică, regina a avut o hemoragie violentă. În gara din Sinaia au așteptat-o de urgență regele Carol însoțit de princepele Mihai I. A fost dusă la Pelișor, iar în noaptea de după sosire a avut o nouă hemoragie în care, se spune, că a pierdut peste 2 l de sânge. Pe 18 iulie 1938 este împărtășită de patriarh, iar după amiază, la ora 17.38, inima celei mai iubite regine a românilor a încetează să mai bată, aruncând ţara într-o mare de tristeţe. Regina trece la cele veșnice la vârsta de 62 de ani.

Ultimele fotografii cu M.S. Regina Maria au fost făcute în săptămâna din urmă a vieții, când a părăsit sanatoriul din Weisser Hirsch. Una dintre fotografiile publicate de ziarul „Timpul” o înfățișează pe Regina Maria în parcul sanatoriului, alături de cokerul ei preferat. În a doua fotografie a suveranei, se poate vedea „ultimul zâmbet care înflorește pe chipul ei, transfigurat de suferință, și totuși atât de duios… în care Regina Maria aruncă parcă o ultimă privire mișcată către viață”.

Trupul ei a fost expus la Castelul Peleş, unde lumea a venit să-i aducă un ultim omagiu. La dorința ei a fost îmbrăcată într-o rochie de culoare albă. O mulțime de oaspeți din străinătate, membri ai familiilor regale din Europa, ai familiilor nobiliare, diplomaţi de rang înalt, politicieni, miniştri au venit să o conducă pe ultimul drum. Cortegiul funerar ajunge și la București. Ziarele vremii titrează în primele pagini: „Adânc îndurerată, Capitala își primește Regina”; „La Cotroceni, printre glorioase aduceri aminte, Regina Maria primește omagiul înlăcrimat al bucureștenilor”; „Țara își plânge Regina”; „Între florile roșii pe care le-a iubit, Regina Maria odihnește senină și frumoasă”.

În acele clipe de tristețe, Nicolae Iorga descrie cel mai bine sentimentele ce animau suflarea românească: „A plecat dintre noi un suflet mare, o voinţă de oţel şi o inimă caldă. A simţit, a luptat şi a suferit cu noi şi pentru noi. Nici un dor al nostru nu i-a fost străin, nicio durere a noastră n-a rămas neştiută de dânsa. A dat sfatul cel bun şi mângâierea cea mai duioasă. Am fi cel din urmă dintre neamurile lumii dacă am uita-o”.

În cântece de prohod, sicriul este adus la Palatul Cotroceni, în sala mare a tronului, unde poporul capitalei „îi aduce un ultim prinos, al dragostei, al recunoștinței, al nesfârșitei amintiri”. În jurul catafalcului, îmbrăcat în violet, se găseau îndurerați regele Carol al II-lea, Mihai, Elisabeta, Ileana, Nicolae și mulți membrii ai guvernului, generali, parlamentari, oaspeți străini. Lumea toată a admirat-o pentru curajul dovedit pe front în timpul Primului Război Mondial când a fost „Regina Soldat” și „Mama răniților” pentru ostașii Armatei Române. De numele Reginei Maria se leagă atașamentul față de aliații occidentali, făurirea Marii Uniri din 1918, negocierile de recunoaștere internațională a granițelor României Mari de către Marile Puteri ale lumii.

Vestea morții Reginei Maria a făcut înconjurul lumii. Întreaga presă internaţională, chiar şi aceea din ţările cu care România fusese în război, a adus cele mai înalte omagii reginei. O adevărată întrecere între ziarele europene care să pună în lumină mai bine personalitatea eroică și virtuțile reginei Maria, rolul ei istoric în făurirea României Unite, credința ei nestrămutată în victorie.                                                           

Berlin: „Regina Maria, deși femeie, a arătat îm marele război atâta curaj și bărbăție, cum puțini bărbați au dovedit în acea vreme”. Varșovia: „Dispare una din cele mai marcante personalități ale famiilor domnitoare din Europa”.Praga: „Regina văduvă Maria a fost una din acele puține femei excepționale care au contribuit la crearea istoriei moderne a Europei”.