2003 yılının Şubat ayında Dolly hastalandı ve öksürmeye başladı. Hastalığı pulmoner adenomatoz denilen, bir virüsün neden olduğu bir akciğer iltihabıydı. 14 Şubat 2003 günü Dolly’nin ölümü basına duyuruldu. Hastalığın nedeninin klonlamanın bir yan etkisi mi yoksa tüm hayatını bir ağılda geçirmesinin bir sonucu mu olduğunu hala bilemiyoruz. Ölüm haberinin üzerine Dolly’nin klon olduğu için öldüğü öne sürüldü. Bu görüşü savunanlara göre yaşlı bir koyundan alınan hücreyle oluşturulan yeni bir canlı da yaşlı olacaktı ve dolayısıyla hayatı da daha kısa sürecekti.