Princezná Diana tragicky zomrela 31. augusta 1997 na následky zranení, ktoré utrpela pri autonehode v tuneli Pont de l’Alma v Paríži. Sedela na zadnom sedadle Mercedesu-Benz S280 so svojím milencom Dodim Al-Fayedom, obaja boli odopnutí. Dodi a vodič Henri Paul boli na mieste vyhlásení za mŕtvych, zatiaľ čo Diana bola prevezená do nemocnice, kde zomrela. Jediným, kto prežil, bol Dianin a Al-Fayedov bodyguard, Trevor Rees-Jones.
Jej rakva, zahalená kráľovskou vlajkou, bola prevezená z Paríža do Londýna, umiestnená v súkromnej márnici a neskôr prevezená do Kráľovskej kaplnky v paláci svätého Jakuba. 5. septembra kráľovná Alžbeta II. vzdala hold princeznej Diane v televíznom prejave a pohreb princeznej sa konal 6. septembra vo Westminsterskom opátstve. Dianini synovia, princovia William a Harry, spolu s jej bývalým manželom, princom Charlesom, a ďalšími členmi rodiny nasledovali jej rakvu v pohrebnom sprievode. Elton John počas obradu predviedol prepísanú verziu piesne „Candle in the Wind 1997“, čo bol jediný raz, čo túto pieseň predviedol naživo. Výťažok z predaja singlu bol venovaný charitatívnym organizáciám, ktoré princezná podporuje.
Neskôr v ten deň sa konal súkromný pohrebný obrad. Zúčastnili sa ho Dianin bývalý manžel, jej synovia, matka, súrodenci, blízka priateľka a kňaz. Diana bola oblečená v čiernych šatách s dlhým rukávom od Catherine Walkerovej, ktoré si kúpila len niekoľko týždňov pred tragédiou. Do rúk jej vložili sadu ružencov od Matky Terezy. Pohrebný sprievod viedol 2. prápor Kráľovského regimentu princeznej z Walesu, ktorý bol poverený prepravou Dianinej rakvy cez ostrov. Diana slúžila ako plukovníčka regimentu v rokoch 1992 až 1996.
Bola pochovaná na ostrove v areáli Althorp Parku, rodinného panstva Spencerovcov, počas súkromného obradu. Pôvodne sa plánovalo, že bude pochovaná v rodinnej hrobke v miestnom kostole neďaleko Great Bringtonu, ale jej brat Charles Spencer vyjadril obavy o verejnú bezpečnosť a ohromné davy ľudí. Rozhodol sa, že bude bezpečnejšie pochovať ju na mieste, kde bude o jej hrob dobre postarané a kde ju budú môcť navštíviť jej synovia William a Harry, ako aj Spencerovci.
Francúzske súdne vyšetrovanie neskôr zistilo, že k nehode došlo v dôsledku konania vodiča, keďže v jeho organizme sa našli stopy alkoholu a liekov na predpis. Vo februári 1998 Mohamed Al-Fayed, Dodiho otec, verejne vyhlásil, že nehoda bola plánovaná, a obvinil MI6 a vojvodu z Edinburghu. Vyšetrovanie z rokov 2004 až 2008 dospelo k záveru, že vodič prekročil rýchlosť, aby unikol paparazzom, ktorí prenasledovali princeznú.
