Falleció en la ciudad de París, Francia, en donde vivió en el exilio los últimos años de vida. Siempre estuvo acompañado por su esposa Carmelita Romero Rubio y algunos de sus más fieles allegados.
Porfirio Díaz mantuvo la esperanza de regresar a México y morir en su tierra natal, Oaxaca. Sabía de los acontecimientos de México ya que mantuvo comunicación con amigos que lo tenían al tanto de sucesos como el triunfo electoral de Madero, las rebeliones de Orozco, Zapata y Reyes y la participación de su sobrino Félix contra el régimen maderista. También tuvo conocimiento del golpe de estado de Huerta y el asesinato de Madero y Pino Suárez.
Su salud comenzó a merrmarse a finales de 1914 y falleció la tarde del 2 de julio de 1915 acompañado por su esposa Carmelita y su hijo Porfirio.
Fue enterrado en la iglesia de Saint Honoré l'Eylau, y el 27 de diciembre de 1921 sus restos fueron trasladados al cementerio de Montparnasse en París.