Riederovi byla leukémie poprvé diagnostikována v červenci 2014. V březnu 2015 mu jeho sestra transplantovala kostní dřeň a o měsíc později oznámila, že je v remisi. V listopadu téhož roku se však rakovina vrátila a on podstoupil druhou transplantaci kostní dřeně, opět od své sestry. Poté byl opět v remisi. Rakovina se však opět vrátila. Mark Oblow v rozhovoru pro The Skateboard Mag řekl: „Nezemřel na rakovinu, on rakovinu porazil dvakrát, víte, že šel do remise kurva dvakrát, bylo to kvůli zkurvené plicní infekci, jeho páteř byla tak poškozená a kvůli problémům, které chemoterapie způsobila jeho očím a kvůli poškození, které způsobila jeho játrům a plicím a všem těmto věcem.“
Rieder zemřel 12. října 2016 kvůli komplikacím s leukémií. Byl obklopen více než 50 členy rodiny a přáteli. časopis Rolling Stone zaznamenal jeho odchod článkem zaměřeným na pět nejlepších videí Riederovy skateboardové kariéry.
Na Dylana vzpomínala řada osobností, včetně Tonyho Hawka, Cary Delevingne, Sharon Osbourne, Langley Fox, Cat Power a Camille Rowe, jako na inspiraci na prkně i mimo něj, laskavého člověka a skvělého přítele. Ozzy Osbourne prohlásil: „Dylan Rieder. Jeden z nejtalentovanějších a nejstatečnějších mužů… Cítím se požehnaný, že jsem tě mohl poznat. Odpočívej v pokoji, Dylane. Upřímnou soustrast jeho rodině.“
Skateboard Mag vzdal Riederovi hold a uvedl: „Je těžké uvěřit, i když to píšu – dnes jsme ztratili jednoho z nejlepších, kteří kdy stáli na skateboardu. Dylan Rieder, jehož bezchybný styl, výbušná síla a epické videoparty ovlivnily celou jednu generaci a nejen ji, dnes zemřel kvůli komplikacím s leukémií. Odpočívej v pokoji, Dylane. Naše myšlenky a modlitby směřují k jeho přátelům a rodině v tomto neuvěřitelně těžkém období.“
30. října se na hřbitově Hollywood Forever Cemetery konal Riederův pohřeb. Zúčastnily se ho stovky jeho přátel a rodiny a hudební poctu mu vzdali Austyn Gillette, Cat Power a Conor Oberst ze skupiny Bright Eyes.
13. listopadu se Riederovi přátelé a rodina sešli v Sandy’s Oahu na Havaji, kde byla část jeho popela rozptýlena do oceánu.
V epizodě Jasona Dilla Epicly Later’d v roce 2017 Dill řekl, že Dylanova matka jemu a Williamu Strobeckovi také dala část Dylanova popela. Dylanův popel byl ukázán vedle fotografie Dilla a Dylana, jak se objímají.
