Практически до конца своей жизни певица продолжала активную деятельность. 17 мая 2012 года Донна Саммер скончалась во Флориде от рака лёгких в возрасте 63 лет. Сама Донна никогда не курила, поэтому была уверена, что причиной рака могли стать газы и пыль, вызванные разрушением башен-близнецов в результате терактов 11 сентября. Похороны прошли в Нашвилле, штат Теннесси.