В последние годы своей жизни Ферми неоднократно посещал Европу, где читал курс лекций по ядерной физике. В 1954-м вышла последняя книга великого физика – «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». Тогда же он тяжело заболел и лег в больницу. 29 ноября 1954 года Ферми умер от рака желудка в возрасте 53 лет и был похоронен в Чикаго. В 1966-м коллеги и единомышленники ученого Отто Ган и Лиза Мейтнер были удостоены премии его имени.
Несмотря на сравнительно короткую жизнь, Энрико Ферми достиг высочайших вершин как в теории физики, так и в экспериментальных исследованиях. В качестве его основного научного наследия обычно отмечают: статистику Ферми – Дирака; совокупность работ по структуре атомов и молекул; экспериментальные и теоретические исследования свойств нейтронов, в том числе открытие медленных нейтронов; теорию бета-распада; создание первого в мире атомного реактора; экспериментальные и теоретические исследования по нейтронной оптике и другие. Как справедливо отмечает ученик и коллега Ферми академик Бруно Понтекорво, универсальность гения Ферми «позволила ему сделать выдающиеся работы едва ли не во всех областях физики, как теоретической, так и экспериментальной». По мнению Понтекорво, если бы работы ученого выполняли разные исследователи, то по их результатам могло быть присуждено восемь Нобелевских премий. Большинство научных трудов Ферми переведены на русский язык.
