در سال 201 قمری در پی انتقال اجباری امام رضا علیه السلام به خراسان، حضرت معصومه علیها السلام بعد از یک سال تحمل دوری برادر بزرگوارش از مدینه منوره عازم خراسان گردید. از آن جایی که حضرت فاطمه معصومه علیها السلام پیام آور فرهنگ و معارف اهل بیت علیهم السلام و مدافع مظلومیت امامان شیعه و تداوم بخش راه پدر بزرگوارش در مبارزه با طاغوت های زمان بود، عوامل حکومتی بنی عباس، در شهر ساوه به کاروان حامل آن حضرت حمله کرده و همراهان آن حضرت را به شهادت رساندند. حتی طبق نوشته استاد محقق شیخ جعفر مرتضی عاملی در کتاب حیاة الامام الرضا علیه السلام، آن حضرت را نیز مسموم نمودند.

حضرت فاطمه معصومه علیها السلام بر اثر مسمومیت و شدت غم و اندوه در شهر ساوه بیمار گردید و فرمود: مرا به شهر قم ببرید; زیرا از پدرم شنیدم که می فرمود: شهر قم مرکز شیعیان ماست. برای همین حضرت معصومه علیها السلام در 23 ربیع الاول سال 201 قمری به شهر قم وارد شده و مورد استقبال عده زیادی از مردم مشتاق و شیفته اهل بیت علیهم السلام قرار گرفت. آن بزرگوار بعد از 17 روز اقامت در منزل موسی بن خزرج که به «بیت النور» شهرت یافت، در دهم ربیع الثانی سال 201 هجری دیده از جهان فرو بسته و در «باغ بابلان » محل فعلی مزار آن حضرت دفن گردید.