Ngày 8 tháng 9 năm 1995, người chủ nhà của Trương Ái Linh phát hiện bà đã chết trong căn hộ của bà trên đại lộ Rochester ở Westwood, California. Việc bà qua đời và một số ngày sau thi thể mới được phát hiện cho thấy bà đã sống những ngày cuối đời trong sự xa lánh, cô độc. Giấy chứng tử của bà nói nguyên nhân cái chết là do bệnh tim mạch. Theo di nguyện của Trương Ái Linh, xác bà được hoả thiêu, không kèm theo bất cứ hình thức tưởng niệm nào và tro được rắc xuống Thái Bình Dương.

Bà để lại tài sản của mình cho Tống Kỳ (宋淇) Quảng Văn Mỹ (鄺文美) ở Hồng Kông, nhưng họ đã mất sau đó. Con trai và con gái họ, Roland và Elaine thừa kế quyền lợi từ những tác phẩm của bà. Roland là tác giả blog EastSouthWestNorth, một blog có tầm ảnh hưởng tại Hong Kong. Anh cũng từng nói về các tác phẩm của Trương Ái Linh.

Em trai của bà, Trương Tử Tĩnh, qua đời năm 1997. Cả ông và chị gái đều không có con, và gia đình không còn người nối dõi.