در سال ۱۳۷۹ سریال «پس از باران» آخرین حضور تلویزیونی و سال ۱۳۸۰ فیلم «کاغذ بی خط» به کارگردانی ناصر تقوایی آخرین کار سینمایی این بانوی بازیگر بود. در نهایت جمیله شیخی روز چهارشنبه ۲ خرداد ۱۳۸۰ در ۷۱ سالگی به خاطر سکته قلبی درگذشت. پیکر او ۴ روز بعد تشییع و در قطعه هنرمندان بهشت زهرا دفن شد.