ในวันที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2491 หลังจากการครองสิริราชสมบัติมาเป็นระยะเวลา 58 ปี 50 วัน สมเด็จพระราชินีนาถวิลเฮลมินาได้ทรงสละราชบัลลังก์ให้แก่เจ้าหญิงยูเลียนา พระราชธิดาพระองค์เดียว และนับแต่นั้นทรงดำรงพระอิสริยยศเป็น สมเด็จเจ้าฟ้าหญิงวิลเฮลมินาแห่งเนเธอร์แลนด์ (Her Royal Highness Princess Wilhelmina of the Netherlands) หลังจากสิ้นรัชกาลของพระองค์ อิทธิพลของระบอบราชาธิปไตยดัตช์ได้เริ่มลดน้อยลงแต่ความรักของพสกนิกรต่อพระราชวงศ์ยังคงมีอยู่ เมื่อมิได้ทรงเป็นสมเด็จพระราชินีนาถ พระองค์ได้ประทับอยู่ที่พระราชวังเฮตลู และปรากฏพระองค์ต่อสาธารณชนเพียงเล็กน้อยจนกระทั่งประเทศประสบกับอุทกภัยจากทะเลเหนือในปี พ.ศ. 2496 พระองค์จึงเสด็จทั่วประเทศเพื่อทรงเป็นกำลังใจและแรงผลักดันให้แก่พสกนิกรชาวดัตช์

สมเด็จพระราชินีนาถวิลเฮลมินาเสด็จสวรรคตเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน พ.ศ. 2505 ขณะมีพระชนมพรรษา 82 พรรษา และพระบรมศพฝังอยู่ที่ห้องฝังพระบรมศพใต้ดินประจำพระราชวงศ์ที่โบสถ์ใหม่ (Niuewe Kerk) เมืองเดลฟท์ ในวันที่ 8 ธันวาคม พ.ศ. 2505 งานพระบรมศพของพระองค์ ซึ่งเกิดขึ้นตามพระประสงค์และต่างจากพิธีการทั่วไป เป็นแบบสีขาวเพื่อแสดงถึงความเชื่อของพระองค์ที่ว่าการสิ้นชีพในทางโลกเป็นจุดเริ่มต้นของชีวิตอันเป็นนิรันดร์[1]

ถ้าสมเด็จพระราชินีนาถวิลเฮลมินามิได้ทรงสละราชสมบัติให้กับพระราชธิดาก่อนการเสด็จสวรรคต พระองค์จะทรงครองสิริราชสมบัติเป็นเวลา 72 ปี 5 วัน ซึ่งเป็นการครองราชสมบัติยาวนานที่สุดเป็นอันดับที่สองของทวีปยุโรป (หลังจากรัชกาลของพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 แห่งฝรั่งเศส) เป็นอันดับที่หกของโลกและเป็นรัชกาลที่ยาวนานที่สุดของพระประมุขที่เป็นผู้หญิงในประวัติศาสตร์