Hon blev sjuk på ett flyg från London till Los Angeles på fredag och fördes till sjukhus när planet landade.
Ett familjeuttalande meddelade att hon hade dött på tisdagsmorgonen.
Tributer har strömmat in, med Star Wars co-star Mark Hamill helt enkelt tweeting: "Inga ord #devastated".
I ett uttalande som publicerades på uppdrag av Fishers dotter Billie Lourd sade talesman Simon Halls: " Det är med en mycket djup sorg som Billie Lourd bekräftar att hennes älskade mor Carrie Fisher gick bort vid 8.55 (16:55 GMT) i morse.
"Hon var älskad av världen och hon kommer att saknas djupt. Hela vår familj tackar er för era tankar och böner."
Hennes mor, skådespelerskan Debbie Reynolds, skrev på sin Facebooksida: " Tack till alla som har omfamnat min älskade och fantastiska dotters gåvor och talanger. Jag är tacksam för era tankar och böner som nu leder henne till hennes nästa stopp."
Star Wars medstjärnan Harrison Ford beskrev Fisher som "en av en sort" som levde sitt liv "svårt".
Serieskaparen George Lucas sa att hon var "extremt smart; en begåvad skådespelerska, författare och komedienne med en mycket färgstark personlighet som alla älskade".
Fans av skådespelerskan har delat berättelser med BBC om att träffa henne, inklusive John Moore, som minns att diskutera psykiska hälsoproblem som hon har erkänt lidande.
"Hon har inspirerat mig genom att lära mig att bara för att du är lite trasig eller lite annorlunda kan du fortfarande vara en inspiration och glans som hon gjorde.  Hon var ärlig om sina hälsoproblem och var bara sig själv.
"Hon lärde mig att inte känna mig generad eller en mindre person bara för att du ibland kämpar för att komma igenom dagen.  Hennes död har slagit mig hårt men det får mig också att känna mig så stolt över att ha varit som hon, annorlunda."
Fansens prinsessa
Fisher hade varit på turné och promotat sin senaste bok, Prinsessan Diarist, när hon blev sjuk i senare skeden av flygningen till Los Angeles. En läkare som reste på planet gav första hjälpen innan den landade.
Dottern till sångerskan Eddie Fisher och Debbie Reynolds, Carrie Fisher gjorde sin filmdebut mitt emot Warren Beatty i 1975 års Shampoo.
Hon dök också upp i The Blues Brothers, När Harry Met Sally och Hannah och hennes systrar, och gav rösten av Peter Griffins chef Angela i den vuxna animerade sitcom Family Guy.
Men hennes bestående berömmelse är tack vare hennes roll som prinsessan Leia i den ursprungliga Star Wars-trilogin, en del som hon reprised i förra årets omstart The Force Awakens.
När hon diskuterade delen berättade hon för Daily Mail 2011 att när hon fick rollen i en "liten science fiction-film", så tänkte hon bara på det som lite kul.
"Den exploderade över popkulturens valv och tog oss alla med. Det lurade mig till att bli en stjärna helt på egen hand."
Hon var också en framgångsrik författare, publicerar flera romaner och memoarer, och arbetar med manus för filmer som The Wedding Singer och Sister Act.
Hennes senaste memoarer, Prinsessan Diarist, innehöll avslöjanden om en affär med Harrison Ford medan paret filmade den första Star Wars-filmen 1976.
Fisher uthärdade ett svårt privatliv och diskuterade sina år av psykisk sjukdom och drogmissbruk i intervjuer och skrivande. En tidig memoar kallades Önskedruckande.
Underhållningsvärlden har varit snabb att sörja och fira hennes liv.
Den amerikanska skådespelerskan Carrie Fisher, mest känd för sin roll som prinsessan Leia i Star Wars-serien, har dött i 60-årsåldern, dagar efter ett hjärtstillestånd.