وبعد مرور سنة على هجرة اخيها اشتاقت لرؤيته فتوجهت نحو خراسانبصحبة جمع من اخوتها وأبناء اخوتها، وكان الناس يستقبلونها ويكرمونها اينما حلّت. وكانت في الطريق تبيّن للناس مظلومية أخيها وغربته، ومعارضته للحكم العباسي. وفياثناء ذلك وحينما وصلت القافلة مدينة «ساوة» توجّه بعض أعداء اهل البيت بصحبة

بعض جنود الحكومة، واعترضوا طريق القافلة، وحصلت بينهم معركة استشهد على أثرها جميع رجال القافلة تقريباً، وطبقا لرواية فان السيدة معصومة أيضاً سُقيت السم. وعلى كل حال فقد مرضت السيدة فاطمة، اما بسبب حزنها الشديد أو بسببب تناولها السم، ولم يمكنها مواصلة السير، فتوجهت نحو مدينة قم ـ بعد أن سألت عن المسافة بين «ساوة» وقم ـ وقالت: سمعت أبي يقول: «ان قم مأوى شيعتنا». فخرج أهل قم لاستقبالها وأخذ «موسى بن خزرج» زعيم الا شعريين زمام ناقتها ودخلت قم في 23 ربيع الاول سنة 201 هـ . ثم أناخت الناقة في محل يسمى اليوم «ميدان مير» امام منزل «موسى بن خزرج». بقيت السيدة فاطمة في قم 17 يوماً كانت مشغولة فيها بالعبادة والدعاء في محل يسمى «بيت النور» ويقع الآن في مدرسة «ستيه». وأخيراً حانت منيّتها في العاشر من ربيع الثاني «أو الثاني عشر منه على قول» قبل أن تحظى برؤية أخيها، فصار الناس في عزاء لفقدها وحملوها الى محل يسمى «باغ بابلان» وهو موضع قبرها حالياً. وقبل أن ينزلوها في قبرها ظهر فارسان منقّبان من جهة القبلة واقتربا من الجنازة، وبعد الصلاة عليها حملها احدهما وأدخلها القبر وتناولها الآخر الذي كان داخل القبر. وبعد اتمام دفنها ركبا فرسيهما وابتعدا من غير أن يتفوّها بكلمة. ولعلّ هذين الفارسين هما الامام الرضا (عليه السلام)والامام الجواد (عليه السلام)، كما أن الزهراء (عليها السلام)غسّلها أمير المؤمنين (عليه السلام) ومريم (عليها السلام) غسّلها عيسى (عليه السلام). وبعد دفنها وضع موسى بن خزرج مظلة من الحصير على قبرها الشريف حتى حلّت سنة 256 فبنت السيدة زينب بنت الامام الجواد (عليه السلام) اول قبة على قبر عمتها، وصار ذلك المكان مقصداً للزائرين ومحبّي أهل البيت (عليهم السلام)