เมื่อวันที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2441 สมเด็จพระจักรพรรดินีเอลีซาเบ็ททรงถูกปลงพระชนม์ ณ เมืองเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งขณะนั้น พระองค์กำลังทรงพักผ่อนแปรพระราชฐาน พร้อมด้วยนางกำนัลคนสนิท เค้านท์เตสสตาร์เรย์ โดยทรงถูกมีดแทงกลางพระหทัยโดยนักอนาธิปไตยนิยม ลุยกิ ลูเชนี โดยเมื่อลูเชนีถูกนำตัวขึ้นศาล เขากล่าวว่าจะปลงพระชนม์พระบรมวงศานุวงศ์ราชวงศ์ออลีญงส์ของฝรั่งเศสเท่านั้น โดยเขาคิดว่าพระองค์คือพระบรมวงศานุวงศ์ฝรั่งเศส แต่หลังจากนั้น เขาพูดว่า "ฉันอยากฆ่าราชวงศ์ทุกคน ไม่ว่าจะเป็นใครก็ตาม" ศาลจึงตัดสินให้ประหารชีวิตลุยกิ ลูเชนี

ส่วนพระศพของพระองค์ถูกย้ายมายังกรุงเวียนนา โดยเมื่อมาถึงตัวเมือง ประชาชนต่างมีความโศกเศร้าเสียใจเป็นอย่างยิ่ง และมาเฝ้ารับเสด็จเป็นครั้งสุดท้าย โดยเฉพาะกับสมเด็จพระจักรพรรดิฟรานซ์ โยเซฟ พระราชสวามี ผู้ทรงเหมือนพระหทัยแตกสลายไปตลอดกาล พระศพถูกฝังที่วิหารฮาพส์บวร์ค ซึ่งเป็นสถานที่ฝังพระศพพระบรมวงศานุวงศ์ออสเตรียมาช้านาน