У новембру 1944. године по четврти пут побеђује на председничким изборима. Већ приликом сусрета на Јалти (у фебруару 1945. године) с Черчилом и Стаљином видно је био болестан. Тада га је прегледао Черчилов лекар и дао му мање од шест месеци живота. Преминуо је 17. априла 1945. од излива крви у мозак у Ворм Спрингсу у савезној држави Џорџији. Покопан је у Вашингтону. Постхумно по њему је назван један носач авиона америчке морнарице. Такође постхумно 1948. године у Лондону му је откривен споменик на једном од лондонских тргова. Споменик је на свечаном отварању открила Рузвелтова супруга Ана Еленора Рузвелт.