Rieder blev først diagnosticeret med leukæmi i juli 2014. I marts 2015 modtog han en knoglemarvstransplantation fra sin søster og meddelte en måned senere, at han var i remission. Kræften vendte dog tilbage i november samme år, og han modtog en anden knoglemarvstransplantation, igen fra sin søster. Han var derefter igen i remission. Men kræften vendte tilbage endnu en gang. Mark Oblow sagde i et interview til The Skateboard Mag, “han døde ikke af kræft, han slog kræft to gange, du ved, han gik i remission fucking to gange, det var på grund af en fucking lungeinfektion, hans rygsøjle var blevet beskadiget så slemt og på grund af problemer, som kemoterapi forårsagede på hans øjne og på grund af skader det gjorde på hans lever og hans lunger og alle disse ting.”
Rieder døde den 12. oktober 2016 på grund af komplikationer fra leukæmi. Han var omgivet af over 50 familiemedlemmer og venner.” Rolling Stone bemærkede hans bortgang med et indslag med fokus på de fem bedste videoer fra Rieder’s skateboardkarriere.
Numre berømtheder, herunder Tony Hawk, Cara Delevingne, Sharon Osbourne, Langley Fox, Cat Power og Camille Rowe, huskede Dylan som en inspiration på og uden for boardet, et blidt menneske og en god ven. Ozzy Osbourne udtalte: “Dylan Rieder. En af de mest talentfulde og modige mænd … Jeg føler mig velsignet over at have kendt dig. Hvil i fred Dylan. Min kærlighed og kondolence til hans familie”.
The Skateboard Mag hyldede Rieder og udtalte: “Det er svært at tro, selv når man skriver dette – vi har mistet en af de bedste, der nogensinde har stået på et skateboard i dag. Dylan Rieder, hvis fejlfri stil, eksplosive kraft og episke videodele påvirkede en hel generation og videre frem, gik bort i dag på grund af komplikationer med leukæmi. Hvil i fred, Dylan. Vores tanker og bønner går til hans venner og familie i denne utroligt svære tid.”
Den 30. oktober blev Rieder mindetræf afholdt på Hollywood Forever Cemetery. Hundredvis af hans venner og familie var til stede, ligesom Austyn Gillette, Cat Power og Conor Oberst fra Bright Eyes gav musikalske hyldester.
Den 13. november samledes Rieder’s venner og familie på Sandy’s Oahu, Hawaii, hvor noget af hans aske blev spredt ud i havet.
I Jason Dills afsnit af Epicly Later’d i 2017 fortalte Dill, at Dylans mor også gav ham og William Strobeck noget af Dylans aske. Dylans aske blev vist ved siden af et billede af Dill og Dylan, der krammer hinanden.
