به گزارش پایگاه خبری ساعدنیوز، محمدرضا پهلوی از ثریا خواست تا به سنت موریتز برود و روز 24 بهمن 1336 با تشریفات رسمی تهران را ترک گفت و بعد از آن دیگر هیچ وقت به ایران بازنگشت. در روز 24 اسفند 1336 از وی جدا شد و طلاق او از طریق مجلس شورای ملی اعلام شد.
محمدرضا نیز متنی به این عنوان تهیه کرد و با ابراز کمال تأسف و تألم و با تذکر اینکه ثریا پهلوی در تمام مدت همسری محمدرضا پهلوی از هیچ گونه خدمت و عطوفت و خیرخواهی نسبت به ملت ایران خودداری نفرموده و از هر حیث شایستگی مقام شامخ خود را داشته‌اند و در این مورد نیز با کمال علاقه و محبتی که فی‌مابین وجود دارد، آمادگی خود را برای قبول هر نوع تصمیمی که از طرف ذات شاهانه اتخاذ شود اعلام کردند. با اظهار نظر هیئت مشورتی، موافقت و با صرف نظر از احساسات شخصی خود در برابر مصالح عالیه مهمی تصمیم خویش را به جدایی اتخاذ کردند. ( حالا اینکه وقت مردم و مجلس چرا باید صرف خاله زنک بازی های شاه شود جای سوال است!)
ثریا بعد از جدایی از شاه ایران مدتی به ایتالیا رفت. ثریا به دلیل اینکه به سینما و بازیگری عشق می‌ورزید سعی می‌کرد پس از طلاق با گذراندن اوقات در مجالس بازیگران و کارگردانان معروف ایتالیایی که، از قبل، زمانی که ثریا ملکهٔ ایران بودند وی را می‌شناختند سپری کند.
در بین اینها کارگردانی ایتالیایی به نام فرانکو ایندووینا که پیش از این نیز به ثریا، پیشنهاد بازی در فیلمی را داده بود و ثریا به دلیل اینکه ممکن بود محمدرضا اجازه ندهد پیشنهادِ وی را رد کرده بود، این بار پیشنهاد فرانکو را می‌پذیرد و در فیلمی بنام سه چهره یک زن ایفای نقش می‌کند. بعدها با رفت‌وآمدهای با فرانکو این دو شریک زندگی می‌شوند؛ و ثریا در ایتالیا همراه فرانکو زندگی جدیدی را آغاز می‌کند.
اما چند وقت بعد فرانکو برای انجام یک کاری عازم سفر به کشوری دیگر می‌شود و ثریا هم تصمیم می‌گیرد به آلمان برود و به مادر و پدرش سری بزند؛ ولی چند ساعت بعد پسر عموی فرانکو به ثریا تماس می‌گیرد و خبر می‌دهد که هواپیمایی که فرانکو در آن بوده سقوط کرده و او فوت کرده. فرانکو در سن 39 سالگی از دنیا رفت و در جزیرهٔ سیسیل در ایتالیا به خاک سپرده شد.
مرگ پدر که ثریا خیلی دوستش داشت، ضربه روحی دیگری برای ثریا بود. مادرش اِوا کارل در سال 1994 (میلادی) درگذشت. پس از فوت مادرش تنها برادر کوچکترش بیژن در ایران زندگی کرده و زنده بود.
ثریا اسفندیاری در 4 آبان 1380 در سن 69 سالگی بر اثر سکته مغزی در پاریس درگذشت. مراسم تشییع جنازهٔ وی در کلیسایی آمریکایی در پاریس برگزار شد.
ثریا را در قبرستانی در مونیخ آلمان دفن کردند.
