В 1881 году Леся неожиданно тяжело заболела. Её мучила нестерпимая боль в правой ноге. Сперва решили, что у неё острый ревматизм, лечили ваннами, мазями, травами, но всё было бесполезно. Боль перешла в руки. Врачи, наконец, смогли определить, что это — туберкулёз кости. На музыкальной карьере Леси был поставлен крест. После первой, сложной, но крайне неудачной операции рука осталась искалеченной.
Она лечилась в Египте и Греции, в Германии и Австрии. Всё было бесполезно. К обострившемуся процессу костного туберкулеза прибавилась неизлечимая болезнь почек. Умерла Леся Украинка 19 августа 1913 в грузинском городке Сурами. Похоронена на Байковом кладбище в Киеве.