พ.ศ. 2556 แพทย์ได้ตรวจพบว่าเธอเป็นโรคมะเร็งเต้านม[19] ก่อนจะลุกลามไปยังกระดูกและตับในอีก 3 ปีถัดมา[14][20] และเสียชีวิตในวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2560 ด้วยวัย 40 ปี[14][21][5][22]

ฮัสซัน โรว์ฮานี ประธานาธิบดีของสาธารณรัฐอิสลามอิหร่านได้กล่าวสดุดีและไว้อาลัย โดยมีใจความว่ามีร์ซอฆอนีเป็นนักคณิตศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม เป็นผู้ที่ทำให้ชื่อเสียงของอิหร่านในวงการวิชาการเป็นที่รู้จัก และเป็นผู้นำทางให้ผู้หญิงชาวอิหร่านกล้าและมุ่งมั่นที่จะแสดงความสามารถของตนในเวทีสากล[23]