ไดแอนเคยประสบกับช่วงชีวิตอันน่าหดหู่ใจเหมือน ๆ กับที่แม่ของเธอเคยประสบ และที่เลวร้ายไปกว่านั้นคือการที่เธอต้องป่วยเป็นโรคตับอักเสบ ในช่วงก่อนที่เธอจะเสียชีวิตไดแอนเคยเขียนเอาไว้ว่า "อารมณ์ของฉันเดี๋ยวขึ้นเดี๋ยวลงตลอด" อดีตสามีของเธอเองก็สังเกตได้ว่าไดแอนนั้นมีอารมณ์รุนแรงอยู่เสมอ ในวันที่ 26 กรกฎาคม ค.ศ.1971 ขณะที่เธอพักอยู่ที่ Westbeth Artists Community ในนิวยอร์ก ไดแอนได้รับประทานยากดประสาทเกินขนาดและกรีดข้อมือด้วยใบมีดโกน และหลังจากนั้นก็มีคนไปพบศพของเธอในอ่างอาบน้ำ 2 วันหลังจากที่เธอได้เสียชีวิตไปแล้ว ไดแอน อาร์บัส มีอายุได้ 48 ปี