La morte si preannunciò tre anni più tardi, il 25 luglio 1694, con un colpo di apoplessia che gli paralizzò la parte destra del corpo. Dopo 40 giorni, grazie alle cure della moglie e dei medici del luogo, recuperò la sensibilità e la mobilità, ma non la memoria che in lui era sempre stata portentosa. Mentre procedeva però la convalescenza, morì improvvisamente la moglie. Anche a causa di ciò lo stato di salute di Malpighi andò peggiorando sempre più rapidamente, ma senza mai perdere la lucidità che lo caratterizzava. Nel mattino del 29 novembre 1694 un secondo colpo apoplettico lo uccise in quattro ore. Tre anni dopo, grazie al fratello Bartolomeo, apparve la sua "Opera posthuma".