พระนางเธอ พระองค์เจ้าสุนันทากุมารีรัตน์ทิวงคตด้วยอุบัติเหตุเรือพระประเทียบล่ม ณ ตำบลบางพูด อำเภอปากเกร็ด จังหวัดนนทบุรี พร้อมด้วยสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรรณาภรณ์เพ็ชรรัตน์ โสภางคทัศนิยลักษณ์ อรรควรราชกุมารี พระราชธิดา และพระราชบุตรในพระครรภ์ซึ่งยังไม่ทราบว่าเป็นพระราชโอรสหรือพระราชธิดาอีกด้วย ระหว่างการตามเสด็จฯพระบรมราชสวามีแปรพระราชฐานไปประทับยังพระราชวังบางปะอิน ภายหลังการสิ้นพระชนม์ ทรงได้รับพระมหากรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาขึ้นเป็น สมเด็จพระนางเจ้าสุนันทากุมารีรัตน์ พระบรมราชเทวี ดำรงพระฐานันดรศักดิ์พระอัครมเหสีพระองค์แรกในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว