Rieder fick diagnosen leukemi i juli 2014. I mars 2015 fick han en benmärgstransplantation av sin syster och meddelade en månad senare att han var i remission. Cancern återkom dock i november samma år och han fick en andra benmärgstransplantation, återigen från sin syster. Han var då återigen i remission. Men cancern återkom återigen. Mark Oblow sa i en intervju för The Skateboard Mag: ”Han dog inte av cancer, han besegrade cancer två gånger, du vet att han gick i remission två jävla gånger, det berodde på en jävla lunginfektion, hans ryggrad hade skadats så illa och på grund av problem som kemoterapin orsakade för hans ögon och på grund av de skador som den orsakade på hans lever och hans lungor och alla de här sakerna.”
Rieder avled den 12 oktober 2016 på grund av komplikationer från leukemi. Han var omgiven av över 50 familjemedlemmar och vänner. rolling Stone uppmärksammade hans bortgång med ett inslag som fokuserade på de fem bästa videorna från Rieders skateboardkarriär.
Antaliga kändisar, däribland Tony Hawk, Cara Delevingne, Sharon Osbourne, Langley Fox, Cat Power och Camille Rowe, mindes Dylan som en inspiration på och utanför brädan, en mild människa och en stor vän. Ozzy Osbourne sade: ”Dylan Rieder. En av de mest begåvade och modigaste männen … Jag känner mig välsignad över att ha känt dig. Vila i frid Dylan. Min kärlek och mina kondoleanser till hans familj”.
The Skateboard Mag hyllade Rieder och konstaterade: ”Det är svårt att tro att vi ens skriver detta – vi förlorade en av de bästa som någonsin klivit på en skateboard idag. Dylan Rieder, vars felfria stil, explosiva kraft och episka videodelar påverkade en hel generation och bortom, gick bort idag på grund av komplikationer med leukemi. Vila i frid, Dylan. Våra tankar och böner går till hans vänner och familj i denna otroligt svåra tid.”
Den 30 oktober hölls Rieders minnesstund på Hollywood Forever Cemetery. Hundratals av hans vänner och familj var närvarande samt musikaliska hyllningar bjöds av Austyn Gillette, Cat Power och Conor Oberst från Bright Eyes.
Den 13 november samlades Rieders vänner och familj på Sandy’s Oahu, Hawaii, där en del av hans aska spreds ut i havet.
I Jason Dills avsnitt av Epicly Later’d 2017 berättade Dill att Dylans mamma även gav honom och William Strobeck en del av Dylans aska. Dylans aska visades bredvid en bild på Dill och Dylan som kramas.
