Marie-Thérèse døde av lungebetennelse den 19. oktober 1851, tre dager etter 58. årsdagen for henrettelsen av sin mor, dronning Marie Antoinette. Hun ble gravlagt ved siden av sin onkel Karl X og sin ektemann Ludvig XIX, i krypten til fransikanerklosterets kirke i Kostanjevica i Görz, den gang i Østerrike, i dag den slovenske byen Nova Gorica. Som sin avdøde onkel forble Marie-Thérèse en hengiven katolikk.