Лечение в Италии, казалось, помогло. Но ненадолго. Снова алкоголь, наркотики. Петровская перемещается по Европе: Варшава, Париж, Берлин. Перебивается случайными литературными заработками, фактически нищенствует. А ведь при ней еще младшая сестра Надя, оставшаяся на попечении Нины после смерти их матери – девочка не вполне полноценная в умственном отношении, физически недоразвитая. У Петровской доходило до того, что она побиралась, стояла с протянутой рукой на паперти. В полном отчаянии в 1913 году в Париже она попыталась покончить с собой, выпрыгнув из окна гостиницы на мостовую. Но не разбилась, как хотела, а сломала ногу, до конца своих дней оставшись хромой.

Видевшая Петровскую на закате ее дней писательница Нина Берберова так описывает внешность музы Бальмонта, Белого и Брюсова в книге «Курсив мой»:

«С темным, в бородавках, лицом, коротким и широким телом, грубыми руками, одетая в длинное шумящее платье с вырезом, в огромной черной шляпе со страусовым пером и букетом черных вишен, Нина мне показалась очень старой и старомодной».

Женщины, особенно литературные дамы, часто совершенно беспощадны в характеристиках друг друга. Вот и здесь тоже…

В 1922 году произошла знаменательная встреча 42-летних Андрея Белого и Нины Петровской – последняя в их жизни. Ходасевич вспоминал:

«Осенью появилась в Берлине Нина Петровская, сама полубезумная, нищая, старая, исхудалая, хромая. 8 ноября, как раз накануне того дня, когда исполнилось одиннадцать лет со дня ее отъезда из России, они у меня встретились, вместе ушли и вместе провели вечер. Оба жаловались потом. Даже безумства никакого не вышло. С ними случилось самое горькое из всего, что могло случиться: им было просто скучно друг с другом… Больше они не встречались».

Финал жизни Нины Ивановны Петровской совсем печальный. Младшая сестра Надечка увядала на глазах. В середине января 1928 года она умерла от рака желудка. Нина хотела немедленно умереть вслед за ней. Попросила пустить ее в больничный морг попрощаться с сестрой. Тело там находилось уже не первые сутки, Нина предполагала, что уже мог выделиться трупный яд. Она колола Надечку булавкой, а потом протыкала себе руку. Яд, если и был, не подействовал.

23 февраля того же года Петровская повторила попытку суицида, на этот раз, увы, успешную. Жила она в бедном квартале Парижа, в непрезентабельной гостинице, однако там имелся бытовой газ. Нина открыла вентиль, и вскоре все было кончено. Так ушла из жизни женщина, сыгравшая очень заметную роль в жизни и творчестве символистов Серебряного века, московской богемы.