Non andò in esilio assieme a altri cardinali il 27 gennaio 1814 a causa delle sue gravi condizioni di salute, e rimase a Parigi; un ordine del governo provvisorio lo liberò finalmente il 2 aprile 1814: Pignatelli poté tornare a Roma, dove morì l'anno seguente, il 14 agosto 1815 all'età di 71 anni, nel suo palazzo di S. Lorenzo ai Monti. La salma venne esposta nella chiesa di Santa Maria in Vallicella e le esequie si svolsero alla presenza del papa Pio VII. Venne sepolto nella basilica di Santa Maria in Trastevere, di cui aveva assunto il titolo il 2 aprile 1800.
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