Etter bryllupet til sin datter reiste Henrietta Maria tilbake til England i 1662, fulgt av hennes sønn Karl II og hennes nevø prins Rupert av Pfalz. Hun hadde til hensikt å bli boende i England resten av livet, men ved 1665 hadde hun fått så store lidelser fra bronkitt, så hun la skylden på det fuktige engelske været. Hun reiste tilbake til Frankrike det samme året, og tok bolig i Hôtel de la Bazinière (som i dag heter Hôtel de Chimay) i Paris. I august 1669 så hun fødselen til sitt barnebarn Anne Marie d'Orléans; Anne Marie ble bestemor på morssiden til Ludvig XV av Frankrike, noe som gjorde Henrietta Maria stammor til det meste av dagens kongelige. Kort tid etterpå døde ved Château de Colombes, i nærheten av Paris etter å ha tatt overfløding mengde av opium som smertestillende på råd fra Ludvig XIVs lege, Antoine Vallot. Hun ble gravlagt i klosterkirken Saint-Denis, hvor de franske kongelige tradisjonelt ble gravlagt, men hennes hjerte ble tatt ut og lagt i en ekse av sølv og gravlagt i hennes kloster i Chaillot.