Rieder a fost diagnosticat pentru prima dată cu leucemie în iulie 2014. În martie 2015, el a primit un transplant de măduvă osoasă de la sora sa, iar o lună mai târziu a anunțat că se află în remisie. Cu toate acestea, cancerul a revenit în luna noiembrie a aceluiași an și a primit un al doilea transplant de măduvă osoasă, tot de la sora sa. Atunci a fost din nou în remisie. Dar cancerul a revenit din nou. Mark Oblow a declarat într-un interviu pentru The Skateboard Mag: „nu a murit de cancer, a învins cancerul de două ori, știți că a intrat în remisie de două nenorocite de ori, a fost din cauza unei nenorocite de infecții pulmonare, coloana sa vertebrală a fost afectată atât de rău și din cauza problemelor pe care chimioterapia le-a provocat ochilor săi și din cauza daunelor pe care le-a provocat ficatului și plămânilor și tuturor acestor lucruri”
Rieder a murit pe 12 octombrie 2016, din cauza unor complicații cauzate de leucemie. El a fost înconjurat de peste 50 de membri ai familiei și prieteni.Rolling Stone a remarcat decesul său printr-un reportaj axat pe cele mai bune cinci videoclipuri din cariera de skateboarding a lui Rieder.
Numeroase celebrități, inclusiv Tony Hawk, Cara Delevingne, Sharon Osbourne, Langley Fox, Cat Power și Camille Rowe, și-au amintit de Dylan ca fiind o sursă de inspirație pe și în afara plăcii, un om blând și un mare prieten. Ozzy Osbourne a declarat: „Dylan Rieder. Unul dintre cei mai talentați și curajoși oameni… Mă simt binecuvântat că te-am cunoscut. Odihnește-te în pace Dylan. Dragostea mea și condoleanțe familiei sale”.
The Skateboard Mag l-a salutat pe Rieder, declarând: „Este greu de crezut chiar și când scriu aceste rânduri – am pierdut astăzi pe unul dintre cei mai buni care au călcat vreodată pe un skateboard. Dylan Rieder, al cărui stil fără cusur, putere explozivă și piese video epice au influențat o întreagă generație și nu numai, a murit astăzi din cauza complicațiilor cu leucemia. Odihnește-te în pace, Dylan. Gândurile și rugăciunile noastre se îndreaptă către prietenii și familia sa în aceste momente incredibil de dificile.”
La 30 octombrie, comemorarea lui Rieder a avut loc la Hollywood Forever Cemetery. Sute de prieteni și familia sa au fost prezenți, precum și omagii muzicale au fost oferite de Austyn Gillette, Cat Power și Conor Oberst de la Bright Eyes.
La 13 noiembrie, prietenii și familia lui Rieder s-au adunat la Sandy’s Oahu, Hawaii, unde o parte din cenușa lui a fost împrăștiată în ocean.
În episodul lui Jason Dill din Epicly Later’d din 2017, Dill a spus că mama lui Dylan le-a dat și lui și lui William Strobeck o parte din cenușa lui Dylan. Cenușa lui Dylan a fost prezentată alături de o fotografie cu Dill și Dylan îmbrățișându-se.
.
