Wkrótce po objawieniach oboje ciężko zachorowali i zmarli. Przyczyną śmierci była rozprzestrzeniająca się wówczas pandemia grypy hiszpańskiej. U Franciszka wywiązało się zapalenie płuc. Zmarł w rodzinnym domu 4 kwietnia 1919 rokuJ. Hardyś, Ofiarniczy charakter życia duchowego Świętej Teresy z Los Andes oraz Błogosławionych Hiacynty i Franciszka Marto, „Rocznik Teologii Katolickiej”, 2008, 7, s. 166, przypis nr 4..
U Hiacynty rozwinęło się ropne zapalenie opłucnej. Przeszła operację, podczas której usunięto jej dwa żebra. Ze względu na zły stan serca była jedynie częściowo znieczulona za pomocą chloroformu. Swoje cierpienia ofiarowała za nawrócenie grzeszników. Zmarła 20 lutego 1920 roku w szpitalu w Lizbonie.
Rodzeństwo zostało pochowane w bazylice Matki Bożej Różańcowej w Fátimie. W 2006 roku obok doczesnych szczątków dzieci spoczęło ciało trzeciej wizjonerki, karmelitanki bosej, Łucji dos Santos.