Narastały kłopoty małżeńskie z Almą, która wdała się w romans. Skłoniło to Mahlera do szukania pomocy u Sigmunda Freuda.
Korzystając z pobytu w Ameryce, Mahler prowadził tam prawykonania własnych dzieł. W czerwcu 1910 podpisał kontrakt z Universal Edition na wydanie swoich utworów, natomiast 12 września, po kilkumiesięcznych przygotowaniach, ostatni raz w życiu poprowadził premierę utworu swojego autorstwa – VIII Symfonii. Kompozycja odniosła niebywały sukces, największy w życiu Mahlera. 18 stycznia 1911 ostatni raz dyrygował własnym dziełem – IV Symfonią, zaś ostatni jego koncert odbył się 21 lutego. Stan zdrowia kompozytora zaczął się coraz bardziej pogarszać. Lekarze amerykańscy nie byli w stanie mu pomóc. W kwietniu wrócił razem z Almą do Europy. Starania lekarzy w Paryżu i Wiedniu nie przyniosły rezultatów. 18 maja 1911 po godzinie jedenastej umarł w wiedeńskiej klinice w wieku 50 lat.
Gustav Mahler został pochowany – zgodnie z życzeniem – obok córki Marii Anny na cmentarzu w Grinzingu.