Op 19 juni 1787 overleed Sophie Beatrice na 5 of 6 stuiptrekkingen. Sophie Beatrice was pas 11 maanden oud, ze overleed in Versailles.
Haar dood was een oorzaak van veel verdriet van haar ouders. Toen de pleegbroer van Marie Antoinette, Joseph Weber, probeerde haar te troosten met het feit dat Marie Antoinette, gezien Sophie’s prille leeftijd, niet al te veel aan haar gehecht mag zijn geraakt, zou de rouwende moeder hebben gezegd:
“Vergeet niet dat ze mijn vriendin zou zijn geweest.”
Dit was een verwijzing naar haar woorden na de geboorte van Sophie’s oudere zus, Marie Thérèse, in 1778:
‘Arme kleine, je bent niet gewenst, maar toch zul je me dierbaar zijn! Een zoon zou aan de staat hebben toebehoord – jij zult aan mij toebehoren.’
Sophie werd begraven in de necropolis van de koningen van Frankrijk, de koninklijke basiliek van Saint Denis, 5 km (3,1 mijl) ten noorden van Parijs .