Verso la fine della sua carriera Andersen aveva sviluppato un cancro ai polmoni dal fumo e si era sottoposta a un intervento chirurgico nel 1962. Dorothy Hansine Andersen morì all'età di sessantuno anni nel 1963 a New York. Fu premiata postuma con la "Distinguished Service Medal" presso il Columbia Presbyterian Medical Center. In ricordo del suo lavoro sulla fibrosi cistica, Dorothy Hansine Andersen fu introdotta nella National Women's Hall of Fame nel 2001.