در سال ۲۰۱ هجری قمری وقتی مأمون عباسی حضرت امام رضا (علیه‌السلام) را به عنوان ولیعهد خود تعیین نمود و به خراسان برد، حضرت معصومه (سلام‌الله‌علیها) برای دیدار برادر، عازم خراسان گردید، اما در راه بیمار شد و شهادت حضرت معصومه سلام الله علیها در دهم ماه ربیع الثانی، در سن بیست و هشت سالگی ودر شهر قم به خاک سپرده شد. ... برخی علت درگذشت ایشان را مسمومیت و برخی غم و اندوه ناشی از کشته شدن برادران و برادرزادگان خویش در ساوه توسط ماموران عباسی دانسته‌اند. بنابر روایات اهل بیت حضرت فاطمه معصومه (سلام‌الله‌علیها) دارای شخصیتی رفیع و والا مقام است؛ به‌طوری‌که ائمه طاهرین (علیهم‌السّلام) از این بانو، با جلالت و تکریم یاد کرده‌اند و حتی پیش از ولادت آن حضرت، بلکه پیش از ولادت پدر بزرگوارش، نام او بر لسان بعضی از ائمه (علیهم‌السّلام) آمده و از مقام والای او سخن گفته‌اند.