Vào khoảng năm 1835, gia đình Braille nhận thấy ông bắt đầu ngày càng ho nhiều hơn. Vì vậy, ông dần dần giảm bớt thời gian dạy học, đến năm 1840 ông chỉ còn dạy lớp nhạc. Đến năm 1844, ông đã quyết định ngừng việc dạy học. Ông dành thời gian rảnh của mình để nghiên cứu mở rộng công trình sáng tạo của mình và cho ra mắt chiếc máy viết chữ braille đầu tiên vào năm 1847 cùng với người bạn Pierre Foucault. Tuy nhiên, vào đêm ngày 4 đến ngày 5 tháng 12 năm 1851, ông bị chảy máu ở phổi, từ đó tất cả công việc đều bị buộc phải dừng lại.

Liệt giường vì ốm, cùng với sức khỏe ngày càng yếu đi vì xuất huyết phổi, ông mất vào ngày 6 tháng 1 năm 1852 vì bệnh lao phổi, trước sự chứng kiến của bạn bè và người anh trai, sau khi đã thực hiện lễ xức dầu cuối cùng. Ông được chôn vào ngày 10 tháng 1 tại Coupvray, thể theo nguyện vọng của gia đình. Đến gần một thế kỷ sau, di hài của Louis Braille, một ân nhân của nhân loại, cuối cùng đã được chuyển đến Điện Panthéon, nơi chôn cất những vĩ nhân của nước Pháp. Tuy nhiên khi dời mộ, để tưởng nhớ đến ngôi làng nơi ông sinh ra, hai cánh tay của ông vẫn được giữ lại chôn tại ngôi mộ ở Coupvray.