Isabel Flores de Oliva pasó los últimos tres meses de su vida gravemente enferma en la casa de Gonzalo de la Maza, un contador notable del gobierno virreinal cuya familia le tenía particular cariño. En este lugar se levanta el Monasterio de Santa Rosa de Santa María de Lima.

Murió a los treinta y un años de edad en las primeras horas del 24 de agosto de 1617, fiesta de San Bartolomé, como ella misma lo profetizó y cuenta el padre Leonardo Hansen. Durante sus exequias, en la casa de la familia De la Maza, se formaron grandes multitudes para contemplarla.

El día de su entierro, los devotos se abalanzaron sobre su cuerpo para arrancarle la vestimenta en busca de un recuerdo, aclamándola como santa. Hubo de requerirse la fuerza de la guardia del virrey para impedir que Rosa fuera desvestida por los devotos que deseaban llevar alguna reliquia.

Fiel a la costumbre de esa época, en el lecho de su muerte, Gonzalo de la Maza hizo retratar el rostro de Rosa. Para eso llamó al pintor italiano Angelino Medoro, quien realizó el primer testimonio de su apariencia física.

Hoy sus restos se veneran en la Basílica de Nuestra Señora del Rosario de Lima (Santo Domingo) con notable devoción del pueblo peruano y de América que visita la Capilla dedicada a su culto en el Crucero del Templo dominicano.