Falecendo aos 70 anos, Domitila de Castro e Mello deixou um importante legado para a cidade de São Paulo. Apesar de ter recebido o título de Marquesa de Santos por seu amante D. Pedro I, Domitila de Castro e Mello sempre residiu na cidade de São Paulo. 

Iniciada em 1822, a relação entre Domitila e D. Pedro I terminou em 1829. Os sete anos de amor ficaram marcados em cerca de 200 cartas, que registram historicamente a relação. 

Após a morte de sua esposa Leopoldina, dom Pedro acabou rompendo as relações com Domitila – que na época estava grávida de Maria Isabel. Retornando a São Paulo após o término, ela adquiriu, em 1834, um casarão na atual Rua Roberto Simonsen, no centro da cidade. Sua casa se tornou o centro da sociedade paulistana, com saraus literários e grandes bailes de máscaras. Hoje em dia, o Solar da Marquesa é a sede do Museu da Cidade de São Paulo. 

Durante a velhice, Domitila se tornou uma senhora caridosa e muito devota, que socorria os desamparados, protegia os famintos e ajudava estudantes da Faculdade de Direito do Largo de São Francisco.

Domitila foi sepultada no cemitério da Consolação, em um túmulo onde também estão os corpos de seu irmão mais novo, Francisco; de sua filha com o Imperador, Maeria Isabel; e de Felício, filho de seu primeiro casamento.

As reformas de sua lápide foram curiosamente bancadas por Mario Zan, sanfoneiro e devoto da Marquesa. Ele cuidou do jazigo durante muitos anos e, após morrer, foi sepultado em um túmulo diante de Domitila. Mesmo assim, Zan continua arcando com as despesas da manutenção dos jazigos, pois são os direitos autorais de suas musicas que os mantém.

O túmulo ainda recebe flores frescas de pessoas que a consideram uma espécie de santa. Entre as lendas, está a de que ela protege as prostitutas da cidade – e, por ter conseguido se casar novamente e reestruturar sua vida após romper com o Imperador, Domitila virou inspiração para moças que queriam um bom parceiro.