Elle souffrait d'anorexie nerveuse, une maladie peu connue à l'époque, et est décédée à l'âge de 32 ans à la suite d'une insuffisance cardiaque, attribuée plus tard à des complications liées à sa maladie.
Le 4 février 1983, Karen Carpenter est décédée à l'âge de 32 ans des suites d'une insuffisance cardiaque.