Mountain Studios tại Montreux, Thụy Sĩ, là studio thu âm của Queen từ năm 1978 tới năm 1995. Mercury thu âm giọng hát cuối cùng của mình ở đây vào tháng 5 năm 1991. Vào tháng 12 năm 2013, studio được mở cho vào miễn phí với tên mới "Queen Studio Experience", và các người hâm mộ ghé thăm sẽ được yêu cầu quyên tặng tiền cho tổ chức Mercury Phoenix Trust.[84]

Vào tháng 10 năm 1986 một tờ báo của Anh đã đăng tải thông tin rằng Mercury từng làm một cuộc xét nghiệm máu để xác định căn bệnh HIV/AIDS tại một bệnh viện nằm trên phố Harley. Một phóng viên của báo The Sun là Hugh Whittow, đã hỏi Mercury về câu chuyện tại sân bay Heathrow khi ông trở về từ một chuyến đi đến Nhật Bản. Mercury phủ nhận việc ông mắc một căn bệnh lây truyền qua đường tình dục.[77] Theo như cộng sự của ông là Jim Hutton, Mercury được chẩn đoán dương tính với virus HIV không lâu sau lễ phục sinh năm 1987. Tuy nhiên, trong khoảng thời gian đó, Mercury đã tuyên bố trong một cuộc phỏng vấn rằng mình âm tính với HIV. Bất chấp những lời phủ nhận, báo chí Anh vẫn theo đuổi những tin đồn tràn lan trong những năm tiếp theo, điều này càng được thúc đẩy với diện mạo ngày một gầy đi của Mercury, cùng với sự vắng mặt những chuyến lưu diễn của Queen và thông tin từ người yêu cũ đến các tạp chí lá cải khác nhau - vào năm 1990, những tin đồn về sức khỏe của Mercury là đầy rẫy.[85] Tại lễ trao giải Brit năm 1990 được tổ chức tại nhà hát Dominion, London vào ngày 18 tháng 2; một Mercury với diện mạo ốm yếu rõ rệt đã xuất hiện công khai lần cuối cùng trên sân khấu khi ông cùng với ban nhạc Queen nhận giải Brit cho những đóng góp nổi bật cho nền âm nhạc.[86][87] Trong giai đoạn cuối cuộc đời, ông thường xuyên bị quấy nhiễu bởi các tay săn ảnh; trong khi đó tờ The Sun thì liên tục đăng tải một seri bài viết trong đó khẳng định rằng Mercury đang bị bệnh nặng; đáng chú ý là một bài báo năm 1990 nổi bật một hình ảnh Mercury với diện mạo hốc hác trên trang nhất kèm theo dòng tít, "Đây là tin chính thức - Freddie bị bệnh trầm trọng."[88]

Tuy nhiên, Mercury trong vòng tay của những người thân cùng đồng nghiệp, bạn bè; những người mà ông cảm thấy tin tưởng, vẫn tiếp tục phủ nhận những câu chuyện mà báo chí đăng tải, kể cả sau khi một bài viết trên trang nhất xuất bản ngày 29 tháng 4 năm 1991 cho thấy hình ảnh một Mercury rất hốc hác, tiếp đến là việc ông hiếm khi xuất hiện công khai[89] Những điều này gợi ý về việc Mercury đã có thể và nên góp phần nâng cao nhận thức về HIV/AIDS bằng cách công bố tình trạng của mình sớm hơn, cùng với những nỗ lực chiến đấu lại căn bệnh này.[90][91] Mercury giữ kín bệnh tình để bảo vệ những người thân cận nhất bên ông; với việc Brian May trong một cuộc phỏng vấn vào năm 1993 xác nhận rằng Mercury đã thông báo đến các thành viên còn lại trong ban nhạc về tình trạng bệnh tật của ông từ rất sớm.[92][93] Một video ca nhạc được thực hiện vào tháng 5 năm 1991 cho bài hát "These Are the Days of Our Lives" đã thể hiện hình ảnh một Mercury rất ốm yếu, trong những cảnh quay cuối cùng của ông trước camera.[94]

Vào ngày 22 tháng 11 năm 1991, Mercury đã cho gọi quản lý của Queen là Jim Beach đến căn nhà của ông ở Kensinton để bàn luận về một tuyên bố công khai về tình trạng của mình. Và trong ngày hôm sau, thông báo sau đây đã được báo chí quốc tế đăng tải, thay mặt cho Mercury:[92]

Sau rất nhiều những phỏng đoán trên báo chí trong hai tuần gần đây, tôi muốn xác nhận rằng tôi đã xét nghiệm dương tính với HIV và đã chuyển sang AIDS. Tôi cảm thấy đúng đắn khi giữ kín thông tin cá nhân tới nay để bảo vệ sự riêng tư của những người thân xung quanh tôi. Tuy nhiên, giờ đã đến lúc để cho những người bạn và fan hâm mộ trên thế giới biết sự thật và tôi hy vọng rằng tất cả mọi người, các bác sĩ của tôi, và toàn nhân loại hãy chung tay với tôi trong cuộc chiến chống lại căn bệnh khủng khiếp này. Vấn đề đời tư cá nhân luôn hết sức đặc biệt đối với tôi và tôi nổi tiếng là hiếm khi có các cuộc phỏng vấn. Làm ơn hãy hiểu các chính sách này sẽ còn tiếp tục.

Vào tối ngày 24 tháng 11 năm 1991, hơn 24 tiếng sau khi thông báo trên được ban hành, Mercury qua đời ở tuổi 45 tại nhà riêng của ông ở Kensington.[95] Nguyên nhân chính thức dẫn đến cái chết là viêm phế quản phổi gây ra bởi AIDS.[96] Bạn thân của Mercury, Dave Clark của nhóm The Dave Clark Five, là người trông coi khi ông qua đời. Austin gọi điện cho cha mẹ và chị gái của Mercury để thông báo về cái chết của ông.[97] Các tờ báo và đài truyền hình nhận tin tức về Freddie vào rạng sáng 25 tháng 11.[98]

Vào ngày 27 tháng 11, tang lễ của Mercury đã được tiến hành bởi một linh mục hỏa giáo. Những người tham dự bao gồm gia đình cùng 35 người bạn của ông, các thành viên còn lại trong nhóm nhạc và Elton John.[99][100] Mercury được hỏa táng tại nghĩa trang Kensal Green, Tây London. Theo như mong muốn của Mercury, Mary Austin đã sở hữu tro cốt và chôn chúng tại một địa điểm bí mật. Vị trí tro cốt của Mercury được cho là chỉ có Mary Austin biết, người mà đã từng tuyên bố sẽ không bao giờ tiết lộ địa điểm nơi mà cô chôn chúng.[101][102]

Bức tường ngoài của Garden Lodge, số 1 phố Logan Place đã trở thành một ngôi đền tưởng nhớ đến Mercury. Ảnh chụp năm 2014.

Trong bản di chúc, Mercury dành phần lớn tài sản, bao gồm căn nhà và tiền bản quyền thu được, cho Mary Austin và phần còn lại cho cha mẹ và chị gái ông. Ông dành 500.000 bảng Anh cho đầu bếp của mình là Joe Fanelli, 500.000 bảng cho trợ lý Peter Freestone, 100.000 bảng cho lái xe Terry Giddings, và 500.000 cho Jim Hutton. Mary Austin sau này vẫn tiếp tục sống tại căn nhà cũ của Mercury, Garden Lodge, Kensington, cùng với gia đình cô.[103]

Bức tường phía ngoài của căn nhà Garden Lodge số 1 phố Logan Place đã trở thành một ngôi đền tưởng nhớ Mercury sau cái chết của ông, và những người đưa tiễn đã vinh danh ông bằng cách phủ lên bức tường những thông điệp graffiti.[104] Ba năm sau cái chết của Mercury, tạp chí Time Out đã cho biết: "Kể từ khi Mercury qua đời, bức tường ngoài căn nhà đã trở thành ngôi đền rock 'n' roll lớn nhất London"[104] Ngày nay những người hâm mộ ở khắp mọi nơi vẫn tiếp tục tới tham quan địa điểm để tỏ lòng kính trọng với những thông điệp bằng chữ cùng những lời nhắn gửi gắn lên các bức tường.[105]