Läkare sa att Oshin Kiszko skulle genomgå kemoterapi och strålbehandling för att behandla sin maligna hjärntumör.
Men hans föräldrar, Angela Kiszko och Adrian Strachan, vägrade behandling på grund av de allvarliga biverkningarna.
Efter det att en domstol i mars beslutade att Oshin var tvungen att få kemoterapi, beslutade en domare i september att han kunde få palliativ vård.
Perth pojken dog tidigt på onsdag morgon, hans mor bekräftade för lokala medier.
"Min kärlek Oshin tog sitt sista andetag lugnt när jag kramade honom kl. 02.00," Ms Kiszko berättade Seven News.
"Oshins resa har varit oerhört traumatisk för honom och jag är tacksam att han inte längre behöver lida genom denna mardröm."
Rättskampen inleddes efter att Oshin genomgick hjärnkirurgi på Perths prinsessa Margaret Hospital i december 2015.
Läkare rekommenderade uppföljande kemoterapi och strålbehandling, men Oshins föräldrar trodde att biverkningarna skulle förstöra hans livskvalitet.
"Jag trodde inte att jag kunde utsätta mig själv för det. Varför skulle jag kunna utsätta min son för det?" Kiszko berättade om Nines 60-protokollprogram i april.
Läkarna tog saken till den västaustraliensiska familjedomstolen, som i mars slog fast att Oshin måste genomgå kemoterapi.
Vid en förhandling i maj hörde domstolen bevis för att pojken skulle ha minst 30 procents chans att överleva om han fick både kemoterapi och strålbehandling.
Frågan avbröts när Kiszko och Strachan åtog sig att endast fortsätta med kemoterapin.
I september bestämde en domare att Oshins cancer var så avancerad att han kunde få palliativ vård.
I ett domstolsuttalande vid den tidpunkten hette det: "Specialistiskt läkarutlåtande bekräftade att den försenade behandlingen avsevärt hade minskat Oshins chanser till ett botemedel, som nu är avlägset".
En sexårig pojke vars cancerdiagnos utlöste en stor juridisk strid i Australien har dött.