Trong lần hiện ra đầu tiên, chị Lucia hỏi Đức Mẹ liệu Francisco có được lên thiên đàng hay không, Đức Mẹ đáp: “Được, em con sẽ đến đó, nhưng em con phải đọc Kinh Mân Côi nhiều lần.”
Biết rằng mình sẽ sớm được gọi về thiên đàng, Francisco tỏ ra rất ít quan tâm đến việc học. Thông thường, khi đến gần trường, cậu nói với Lucia và Jacinta: “Chị và em cứ tiếp tục đi, tôi sẽ đến nhà thờ để giữ mối quan hệ với Chúa Giêsu kín nhiệm” (đó là một cách diễn tả về Bí Tích Thánh Thể của cậu). Nhiều nhân chứng đương thời khẳng định đã nhận được nhiều ân sủng, sau khi xin Francisco cầu nguyện cho họ. Cậu thường nói:
“Đức Trinh Nữ Maria và Thiên Chúa buồn vô cùng, chúng ta phải an ủi các Ngài!”
Tháng 10 năm 1918, Francisco ngã bệnh nặng. Nhiều người trong gia đình bảo rằng cậu sẽ nhanh chóng khỏi bệnh, nhưng cậu đã trả lời thẳng thừng: “Thật là vô ích, Đức Mẹ muốn con ở cùng với Người ở trên trời!”
Trong cơn bệnh hoạn, cậu tiếp tục hiến dâng những kinh nguyện để an ủi Chúa Giêsu đang bị xúc phạm bởi quá nhiều tội lỗi.
Một ngày kia cậu nói với chị Lucia:
“Chỉ một ít lâu nữa thôi, em sẽ được lên Trời. Trên đó, em sẽ an ủi Chúa và Đức Mẹ. Jacinta sẽ cầu nguyện rất nhiều cho những người tội lỗi, cho Đức Thánh Cha và cho chị. Chị sẽ ở lại đây vì Đức Mẹ muốn điều đó. Hãy làm tất cả mọi thứ như Đức Mẹ nói với chị”
Khi cơn bệnh trầm trọng và sức khoẻ cạn kiệt dần, Francisco không còn đủ sức để đọc Kinh Mân Côi. Một ngày, cậu gọi to:
“Mẹ ơi, con không còn có thể đọc được kinh Mân Côi. Như thể đầu con đang nằm giữa đám mây”
Ngay cả khi sức mạnh thể lý của mình đã suy sụp, tâm trí cậu vẫn hướng về cõi trường sinh. Cậu đã gọi cha mình, xin cho được nhận Chúa trong Bí Tích Thánh Thể (vào thời điểm đó cậu vẫn chưa được Rước Lễ Lần Đầu). Tự chuẩn bị để xưng tội, cậu gọi Lucia và Jacinta đến bên giường bệnh và xin hai người nhắc lại cho cậu những tội lỗi mà cậu đã phạm. Nghe thấy một số tội nhẹ mà cậu đã phạm, Francisco rơi nước mắt, nói “Tôi đã xưng thú những tội lỗi này, nhưng tôi sẽ xưng những tội này lần nữa. Có lẽ đó là vì những điều đó mà Chúa Giêsu rất buồn, xin cả hai người đều cầu xin Chúa tha thứ tất cả tội lỗi của tôi.”
Cậu được Rước Lễ Lần Đầu (và cũng là lần cuối cùng) trong căn phòng nhỏ bé mà cậu đang nằm chờ chết. Không còn đủ sức mạnh để cầu nguyện, cậu xin Lucia và Jacinta đọc Kinh Mân Côi thật lớn để cậu hiệp ý. Hai ngày sau, gần cuối cuộc đời, cậu kêu lên: “Nhìn kìa, nhìn kìa, ánh sáng thật đẹp, ở gần bên cửa.” Đến 10 giờ tối, ngày 4 tháng Tư năm 1919, sau khi xin tất cả các tội lỗi của mình được tha, cậu đã ra đi một cách thanh thản, không có dấu hiệu đau khổ, hay đau đớn nào nhưng mặt cậu sáng lên như thiên thần. Miêu tả cái chết của người em họ trong nhật ký của mình, sơ Lucia viết: “Francisco đã bay về Thiên Đàng trong vòng tay của Mẹ Trên Trời của chúng tôi.”