Le 30 août 1797, Mary Wollstonecraft donne le jour à sa seconde fille, Mary, la future Mary Shelley, auteur, entre autres, de Frankenstein. Bien que la délivrance semble se dérouler normalement, le placenta se rompt lors de l'accouchement et s'ensuit une infection, chose courante au XVIIIe siècle. Après plusieurs jours d'agonie, Mary Wollstonecraft meurt de septicémie le 10 septembre. Godwin, accablé de douleur, écrit à son ami Thomas Holcroft, « Je suis certain qu'elle n'a pas son pareil en ce monde. Je sais par expérience que nous étions faits pour nour rendre mutuellement heureux. Je n'ai pas le moindre espoir, désormais, que je puisse jamais connaître à nouveau le bonheur. ». Mary est enterrée dans le cimetière de l'église du Vieux St Pancras où un mémorial a été érigé. Cependant, sa dépouille et celle de Godwin sont ensuite transférées à Bournemouth ; sur la tombe est inscrite cette épitaphe « Mary Wollstonecraft Godwin, Author of A Vindication of the Rights of Woman: Born 27 April 1759: Died 10 September 1797. » (« Mary Wollstonecraft Godwin, auteur de A Vindication of the Rights of Woman, née le 27 avril 1759, décédée le 10 septembre 1797. »)
En janvier 1798, Godwin publie Memoirs of the Author of A Vindication of the Rights of Woman. Bien qu'il y décrive sa femme avec amour, et en toute compassion et sincérité, nombre de lecteurs sont choqués de ce qu'il étale au grand jour l'illégitimité du premier enfant de Mary, ses liaisons amoureuses et ses tentatives de suicide. Le poète romantique Robert Southey l'accuse de « manquer de tout sentiment au point de mettre à nu sa défunte épouse ». De plus, paraissent de vicieuses satires, telle The Unsex'd Females. Les Memoirs de Godwin présentent en Mary Wollstonecraft une femme tout entière habitée par des sentiments que freine sa seule raison, et avec une vision de la religion plus empreinte de scepticisme que ne le laissent entendre ses écrits. Ce point de vue exprimé par Godwin fut repris tout au long du XIXe siècle, inspirant, par exemple, Wollstonecraft and Fuseli de Robert Browning et ces vers de William Roscoe :
| Rude fut ton destin dans tous les actes de la vie |
À la recherche de son amant, Mary Wollstonecraft retourne à Londres en avril 1795, mais se voit rejetée. En mai, elle tente de se suicider, probablement au laudanum, et c'est Imlay qui la secourt et lui sauve la vie. Cet épisode est assez mal connu et il reste des zones d'ombre quant au rôle exact joué par Imlay. Dans une ultime tentative pour regagner son cœur, Mary part en Scandinavie pour mener des transactions financières destinées à renflouer les finances de son amant. Ce voyage n'est pas sans risques, elle n'est accompagnée que de sa fille, encore toute jeune, et d'une femme de chambre. Elle raconte ses pérégrinations et les réflexions qu'elle lui inspirent dans des lettres adressées à Imlay, dont beaucoup seront publiées en 1796 sous le titre de Lettres écrites en Suède, en Norvège et au Danemark. À son retour en Angleterre, prenant pleinement conscience de l'échec définitif de sa relation avec Gilbert Imlay, elle tente une deuxième fois de se donner la mort, laissant une note qui lui est destinée
« Que ces affronts sommeillent en moi ! Bientôt, très bientôt, je serai en paix. Quand vous recevrez ceci, ma tête brûlante sera froide... Je plongerai dans la Tamise là où il y a le moins de chances qu'on m'arrache à la mort que je recherche. Que Dieu vous bénisse ! Puissiez-vous ne jamais avoir à connaître ce que vous m'avez fait endurer. Si votre sensibilité devait un jour s'éveiller, le remord trouvera son chemin jusqu'à votre cœur ; et, alors que vous serez occupé à vos affaires et au plaisir de vos sens, j'apparaîtrai devant vous, victime de votre dévoiement du droit chemin. »
Elle quitte son domicile par une nuit pluvieuse et « arpente les lieux pendant une demi-heure pour que ses vêtements chargés d'eau deviennent plus lourds », avant de sauter dans la Tamise ; mais un inconnu la voit en train de commettre son geste, lui porte secours et lui sauve la vie.. Mary Wollstonecraft voit dans sa tentative un acte profondément rationnel dont elle écrit : « La seule chose que je doive déplorer, c'est que, alors que l'amertume de la mort était déjà derrière moi, j'ai été inhumainement ramenée à la vie et à la souffrance. Mais une ferme détermination ne doit pas être troublée par la déception ; et je ne permettrai pas non plus que mon acte soit considéré comme une tentative hystérique, car il s'est agi d'un acte de raison, décidé dans le plus grand calme. Sur ce point, je n'ai de comptes à rendre qu'à moi-même. Si je me souciais de ce qu'on nomme la réputation, ce serait pour d'autres choses que celle-là que je mériterais le déshonneur. »
Mary Wollstonecraft retourne peu à peu à la vie littéraire et prend de nouveau part aux activités du cercle animé par l'éditeur Joseph Johnson, collaborant en particulier, par l'intermédiaire de William Godwin, avec Mary Hays, Elizabeth Inchbald et Sarah Siddons. William Godwin commence à lui faire la cour, d'abord discrètement, puis avec de plus en plus de passion. Il a lu ses Lettres écrites de Suède, de Norvège et du Danemark et les complimentera plus tard sans la moindre réserve « si jamais un livre a été conçu pour rendre un homme amoureux de son auteur, il m'apparait clairement que c'est de celui-ci qu'il s'agit. Elle parle de ses chagrins, d'une manière qui nous emplit de mélancolie, et nous fait fondre de tendresse, tout en révélant un génie qui s'impose à notre totale admiration ». Mary tombe enceinte et, pour que l'enfant naisse dans la légitimité, le couple décide de se marier. Cette union révèle au monde que Mary n'a jamais été l'épouse d'Imlay et, du coup, Godwin et elle perdent beaucoup d'amis. De plus, Godwin se voit reprocher de faire fi de ses principes car, dans son traité Political Justice (Justice politique), il avait préconisé l'abolition du mariage.
Après la cérémonie, célébrée le 29 mars 1797, les Godwin partent s'installer dans deux maisons contiguës, connues sous le nom de Polygone (The Polygon), disposition qui assure à chacun son indépendance. Souvent, ils communiquent par lettre, s'invitant même, par ce moyen, à dîner. Emily Sunstein a réuni et publié plusieurs de ces lettres pour retrouver la conversation que menait le couple, dont la relation, bien que d'une tragique brièveté, semble avoir été, sur tous les plans, stable et heureuse.