Năm 1988, Ashe phát hiện ra mình bị nhiễm virus HIV từ một lần truyền máu tại một trong hai cuộc phẫu thuật tim. Ông và vợ giấu kín tình trạng bệnh tật của mình cho đến 8 tháng 4 năm 1992, khi một bài báo trên tờ USA Today đề cập đến tình hình sức khoẻ của ông, buộc ông phải công bố tình trạng nhiễm bệnh của mình. Trong năm cuối của cuộc đời, Ashe đã làm nhiều việc kêu gọi sự chú ý của những bệnh nhân bị AIDS toàn thế giới. Hai tháng trước khi mất, ông thành lập Học viện Arthur Ashe vì sức khoẻ thành thị để giúp đỡ những nơi có tình trạng chăm sóc sức khoẻ không tốt. Ashe được tạp chí thể thao Sports Illustrated bình chọn là Nhà thể thao của năm. Ông cũng dành nhiều thời gian cuối đời để viết cuối hồi ký Days of Grace, hoàn thành chỉ chưa đến một tuần trước khi mất.

Ashe mất vì biến chứng từ AIDS vào ngày 6 tháng 2 năm 1993. Ông bị toxoplasmosis, một căn bệnh nhiễm trùng liên quan tới AIDS. Dù vậy nguyên nhân chính gây ra cái chết của ông không được công bố rõ ràng.[5]