En 1940, Diego viajó a San Francisco para exponer diez tableros en la Golden Gate International Exposition. Al poco tiempo, se encontró con Frida, quien tuvo que viajar a la misma ciudad por razones médicas.
Reconociendo no poder estar lejos de ella, a fines de 1940 Rivera propuso nuevamente matrimonio a Frida, quien aceptó, pero exigió ciertas garantías, como ser ella quien solventara sus gastos, aportar la mitad de los gastos comunes y no volver a tener contacto sexual.
Rivera estuvo de acuerdo y el 8 de diciembre de 1940 volvieron a casarse. Frida regresó a México y al tiempo Diego hizo lo propio. Se instalaron en la Casa Azul de Coyoacán, dejando como estudio la casa de San Ángel.
El artista continuó pintando tableros, como los del Instituto de Cardiología o el del Hotel Prado, que causó polémica, pues debió borrar de él la frase "Dios no existe". Las decoraciones del corredor del Palacio Nacional y las ilustraciones de una edición limitada del "Canto General" de Neruda, fueron parte de sus ocupaciones a comienzos de los 50, año en que recibió el Premio Nacional de Artes Plásticas.
En julio de 1955, un año después de la muerte de Frida, Diego se casó por cuarta vez con Emma Hurtado, su amiga por más de una década.
En 1956 debió ser sometido a una operación de la que se recuperó en la casa de su amiga y modelo Dolores Olmedo, en Acapulco. Para sus 70 años sus amigos le organizaron una grandiosa fiesta en el patio de la Anahuacalli.
Rivera murió en Coyoacán, el 24 de noviembre de 1957. Aunque su voluntad era que sus cenizas fueran depositadas en la misma urna que las de Frida, en Coyoacán, sus restos se encuentran en La Rotonda de los Hombres Ilustres del Panteón Civil de Dolores.
Color, ideas revolucionarias, obreros y campesinos fueron parte primordial de su obra. Al partir había dejado más de 30 mil kilómetros de murales y había marcado para siempre el arte de México.