Surprise un soir à bavarder avec l’élégant sire de Blaiville, un dénommé Jamet de Tillay la dénonça au dauphin qui l’accabla de reproches et se mit à l’espionner. De telles injustices lui remplirent le cœur de chagrin et la plongèrent dans un état neurasthénique dont elle souhaitait que la mort délivrât.
Au printemps 1445, la cour s’installa à Châlons. Alors qu’il faisait une chaleur excessive, Marguerite accompagna Charles VII au sanctuaire de Notre-Dame de l’Epine. Au retour du pèlerinage, elle se retira dans une chambre trop fraîche. Le lendemain elle toussait, les jours suivants le mal s’aggrava. Dans son délire elle accusait Jamet de Tillay d’être responsable de sa mort prochaine. Son agonie dura huit jours. Peu avant d’expirer elle accepta de pardonner à son délateur. Selon la tradition, elle aurait prononcé dans un dernier murmure « Fi de la vie, qu’on ne m’en parle plus ». Elle n’avait pas 20 ans. Le roi, la reine, les seigneurs et les dames de la cour pleurèrent sincèrement la jolie princesse.Louis versa quelques larmes de circonstance sur cette épouse qui se consacrait aux rondeaux plutôt que de lui faire des enfants. Il ne la regrettait pas et cyniquement annonça que sa femme était morte
« d’abus de poésie » puis, sous prétexte qu’il n’aimait guère les cérémonies, il partit immédiatement en voyage sans assister aux obsèques…
Certains espérèrent que sa mort rapprocherait Charles VII et Louis, mais il n’en fut rien bien au contraire.
D’abord inhumée en la cathédrale de Saint-Etienne de Châlons-en-Champagne (Marne), Marguerite fut transférée en octobre 1479 en sa dernière demeure: l'église de l'abbaye Saint-Laon de Thouars.
Sa chapelle, dédiée à la Vierge et au Saint Sépulcre, subit de nombreux dommages pendant les guerres de religion, durant lesquelles son gisant disparut, et sous la Révolution où sa sépulture fut profanée et ses restes dispersés. Murée pour devenir sacristie au début du 20ème siècle, la chapelle ne fut redécouverte qu’entre 1995 et 1997. Sous le badigeon, on trouva des restes de peintures murales de style gothique international de grande qualité qui témoignent de la considération qui entourait une fille de roi destinée à être reine de France.