Quatre mois plus tard, le cancer a récidivé et des métastases ont été découvertes dans ses poumons. Fleischman meurt le 3 août 1905, à l'âge de 38 ans. La nécrologie, publiée dans le San Francisco Examiner et le San Francisco Chronicle, a noté qu'elle était la deuxième personne et la première femme à mourir à la suite d'une exposition aux rayons X. En 1904, Clarence Dally, souffleur de verre américain et assistant de Thomas Edison, était mort dans des circonstances similaires à celles de Fleischman.