Grable døde 2. juli 1973 i Santa Monica i California av lungekreft. Hun ble begravet i familiegraven på Inglewood Park Cemetery tre dager senere, med blant annet Dorothy Lamour, Shirley Booth, Mitzi Gaynor, Johnnie Ray, Cesar Romero, George Raft, Alice Faye, Dan Dailey og eksmannen Harry James til stede.