1995 yılında Kraliçe, Panorama röportajını izledikten sonra Charles ve Diana'ya ayrılmalarını önerdi. Başbakan John Major da bu ayrılığı destekledi. 28 Ağustos 1996'da çift boşandı. Diana, kolay bir boşanma sağlamak için Charles'tan 17 milyon sterlin aldı ve bu sürecin ayrıntılarını kamuoyuna açıklamadan geçti. Boşanmanın ardından Diana'nın unvanı "Kraliyet Altesleri Galler Prensesi" olarak değişti; yeni unvanı "Diana, Galler Prensesi" oldu ve tekrar evlenirse prenseslik unvanı geri alınacaktı.
Boşanmanın ardından Diana, Pakistanlı kalp cerrahı Hasnat Khan ile ilişkiye başladı. İki yıl süren bu ilişki, Hasnat Khan'ın kültürel ve dini nedenlerle boşanmış biriyle ilişkide bulunamayacağını belirtmesiyle sona erdi. Diana bu ayrılığa üzülse de, ardından Mısırlı işadamı Dodi Al Fayed ile bir ilişkiye başladı.
Ölümü ve cenazesi
Diana ve Dodi, 1997 yazında Akdeniz'de çeşitli tatillere çıktılar ve Dodi'nin "Jonikal" adlı yatında kaldılar. Paparazzilerin sürekli takibinden rahatsız olarak Paris'e dönme kararı aldılar ve Dodi'nin babasının otelinde kalmaya karar verdiler. 31 Ağustos 1997 gecesi, otelden çıkarken paparazziler tarafından takip edildiler. Şoför Henri Paul, tünelde kaza yaparak hayatını kaybetti ve Dodi Al Fayed de kaza yerinde öldü. Diana, ambulansın gelmesiyle 2 saat boyunca hayatta kalmaya çalıştı ancak saat 04:00'te hayatını kaybetti. Diana'nın tek hayatta kalan koruma görevlisi Trevor Rees-Jones'tu.
Cenaze haberini aldığında Prens Charles, Earl Spencer ve Diana'nın kız kardeşleri hemen İngiltere'den Paris'e gitti. Diana'nın cenazesi 6 gün süren resmi bir yasın ardından 6 Eylül 1997'de İngiltere'ye döndü ve görkemli bir törenle toprağa verildi. Cenaze töreni sırasında sarayın önüne yüzbinlerce not ve çiçek bırakıldı. Prens Harry, tabuta "Mommy" (Anneciğim) yazılı bir not bıraktı. Diana'nın cenazesi, 2.5 milyar kişi tarafından izlendi ve İngiltere'deki tüm televizyon kanalları cenazeyi canlı olarak yayınladı. Diana'nın ölümü hakkında bazı suikast teorileri ortaya atılsa da, bunları kanıtlayan herhangi bir delil bulunamadı.
Yas ve miras
Başbakan Tony Blair, Diana'yı "Halkın Prensesi" olarak nitelendirdi. Diana, İngiltere'de halen büyük bir ilgiyle anılan bir figürdür. Her yıl 1 Temmuz'da Diana için bir konser düzenlenir ve yaz aylarında Diana'yı sevenler Althorp Evi'ni ziyaret ederek ona saygı gösterirler. Althorp Evi'nde Diana'nın kıyafetleri ve kişisel eşyaları sergilenir, ayrıca evin bahçesindeki göldeki adada Diana'nın mezarı bulunur. Diana ve ölümü, birçok belgesel, makale, kitap ve filme konu olmuştur.