W czasie II wojny światowej przebywała w Brazylii, gdzie poznała Lottę i Stefana Zweigów, z którymi szybko nawiązała przyjacielskie stosunki. W 1942 Zweig popełnił samobójstwo, a rok później odebrał sobie życie adoptowany syn poetki. W 1943 Mistral została wybrana na członka honorowego Amerykańskiej Akademii Sztuki i Literatury. W 1945 otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie literatury, jako pierwszy laureat w tej dziedzinie pochodzący z Ameryki Łacińskiej.
W ostatnich latach życia choroba nowotworowa zmusiła ją do wycofania się z życia publicznego. W 1954 wróciła do Chile, gdzie została entuzjastycznie przyjęta. W ostatnich latach swojego życia Mistral mieszkała w Nowym Jorku. Zmarła na raka trzustki 10 stycznia 1957 w wieku 67 lat w swoim domu w Hempstead. 21 stycznia 1957 został ogłoszony w Chile dniem żałoby narodowej.
Upamiętnienie W 1979 została ustanowiona Międzyamerykańska Nagroda im. Gabrieli Mistral w dziedzinie kultury. Wśród odznaczonych znaleźli się peruwiański poeta Antonio Cisneros i brytyjski piosenkarz rockowy Sting. Rząd chilijski ustanowił również na jej cześć nagrodę, Order Zasługi Gabrieli Mistral, która jest przyznawana pisarzom, artystom i naukowcom.