1694年12月28日，玛丽女王感染天花骤然逝世。威廉悲痛万分，先是在她床边伤心欲绝地晕倒，后来则在她墓前痛哭不止。他遵从玛丽的遗愿，遣走情妇伊丽莎白·维乐丝，让其另嫁他人。他后悔早年对她的冷淡，并在她死后深深地感受到，自己是如此地受益于她在英格兰无私的帮助。玛丽死后，英格兰人民对威廉的支持度大为下降；即使威廉为了讨好民众，改信英国的圣公宗，仍难以改变孤立窘困的局势。此后他拒绝续弦，孑然一身地统领英国，一直到1702年3月病逝。他死后，身边的人才发现，国王随身带着玛丽的一绺头发和结婚戒指。