Trong thập niên 2000, sức khỏe của Sagan đã bị suy giảm. Năm 2002, bà đã không thể xuất hiện trước tòa án trong vụ cáo buộc tội trốn thuế có liên quan tới cựu tổng thống Pháp François Mitterrand, và được hưởng án treo.

Françoise Sagan từ trần vì bị thuyên tắc phổi tại Honfleur, Calvados, ngày 24.9.2004, thọ 69 tuổi. Theo nguyện vọng, bà được an táng ở Cajarc, nơi sinh trưởng của bà.

Trong lời phát biểu tưởng niệm, Tổng thống Pháp Jacques Chirac đã nói: "Với cái chết của bà, nước Pháp đã mất một trong những nhà văn xuất sắc và nhạy cảm nhất - một nhân vật lỗi lạc trong đời sống văn học của chúng ta."