El verano del 1253 vino a Asís el papa Inocencio IV para ver a Clara, la cual se encontraba postrada en su lecho. Ella le pidió la bendición apostólica y la absolución de sus pecados, y el Sumo Pontífice contestó: «Quiera el cielo, hija mía, que tenga yo tanta necesidad como tú de la indulgencia de Dios». Cuando Inocencio se retiró dijo Clara a sus hermanas: «Hijas mías, ahora más que nunca debemos darle gracias a Dios, porque, sobre recibirle a Él mismo en la sagrada hostia, he sido hallada digna de recibir la visita de su Vicario en la tierra».
Desde aquel día las monjas no se separaron de su lecho, incluso Inés, su hermana, viajó desde Florencia para estar a su lado. En dos semanas la santa no pudo tomar alimento, pero las fuerzas no le faltaban.
Cuenta la historia que estando en el más hondo dolor, dirigió su mirada hacia la puerta de la habitación, y he aquí que ve entrar una procesión de vírgenes vestidas de blanco, llevando todas en sus cabezas coronas de oro. Marchaba entre ellas una que deslumbraba más que las otras, de cuya corona, que en su remate presenta una especie de incensario con orificios, irradia tanto esplendor que convertía la noche en día luminoso dentro de la casa; era la Bienaventurada Virgen María. Se adelantó la Virgen hasta el lecho donde yacía Clara, e inclinándose amorosamente sobre ella, le dio un abrazo.
Murió el 11 de agosto, rodeada de sus hermanas y de los frailes León, Ángel y Junípero. De ella se dijo: «Clara de nombre, clara en la vida y clarísima en la muerte».
La noticia de la muerte de la religiosa conmovió de inmediato, con impresionante resonancia, a toda la ciudad. Acudieron en tropel los hombres y las mujeres al lugar. Todos la proclamaban santa y no pocos, en medio de las frases laudatorias, rompían a llorar. Acudió el podestá con un cortejo de caballeros y una tropa de hombres armados, y aquella tarde y toda la noche hicieron guardia vigilante en torno a los restos mortales de Clara. Al día siguiente, llegó el Papa en persona con los cardenales, y toda la población se encaminó hacia San Damián. Era justo el momento en que iban a comenzar los oficios divinos y los frailes iniciaban el de difuntos; cuando, de pronto, el Papa dijo que debía rezarse el oficio de las vírgenes, y no el de difuntos, como si quisiera canonizarla antes aún de que su cuerpo fuera entregado a la sepultura. Sin embargo, el obispo de Ostia le observó que en esta materia se ha de proceder con prudente demora, y se celebró por fin la misa de difuntos.
Muy pronto comenzaron a llegar verdaderas multitudes de peregrinos al lugar donde yacía la religiosa, popularizándose una oración a ella dedicada: «Verdaderamente santa, verdaderamente gloriosa, reina con los ángeles la que tanto honor recibe de los hombres en la tierra. Intercede por nosotros ante Cristo, tú, que a tantos guiaste a la penitencia, a tantos a la vida».
Al cabo de pocos días, su hermana Inés siguió a Clara a la muerte.