Dès les premiers jours de l'année suivante (1449), la dame de beauté quitta son gentil manoir pour rejoindre le roi alors à l'abbaye de Jumièges.
Mais elle ne put arriver jusque là; prise d'une indisposition subite, elle fut forcée de s'arrêter au château de Mesnil-la-Belle, situé à quelques lieues seulement de l'abbaye qu'habitait le roi.
Cette indisposition, légère au début, offrit bientôt les symptômes les plus alarmants, et en peu d'heures la vie de la dame de beauté fut en danger.
Elle ne s'abusa pas un instant sur sa position.
—Je vois bien, disait-elle, que tout est fini; jamais plus ne reverrai ma Touraine.
Elle prit alors ses dispositions dernières, recommandant ses enfants à Charles VII, pour qu'il en prît souci comme si elle n'avait point cessé de vivre.
Elle fit alors venir toutes les demoiselles attachées à son service et longuement les exhorta à la sagesse, «essayant de les convaincre par le récit de ses souffrances, endurées en secret, du peu de bonheur que l'on trouve en cette vie, lorsqu'on a cessé d'avoir le droit de supporter tous les regards sans rougir.»
Peu d'heures après, le 9 février 1449, vers six heures du soir, elle poussa quelques grands soupirs, dit: Ah! Jésus! et trépassa.
Agnès Sorel avait alors quarante ans.
Et retiré (le roi), l'hiver à Gemiège séjourne,
Là où la belle Agnès, comme lors on disait,
Vint pour lui découvrir l'emprise qu'on faisait
Contre Sa Majesté. La trahison fut telle
Et tels les conjurés qu'encore on nous les cèle....
Mais las! elle ne put rompre sa destinée,
Qui pour trancher ses jours l'avait ici menée
Où la mort la surprit....