В 1880 Стивенсону был поставлен диагноз – туберкулез. В поисках целительного климата он посетил Швейцарию, юг Франции, Борнмут (Англия) и, в 1887–1888 Саранак-Лейк в штате Нью-Йорк. Отчасти из-за плохого здоровья, отчасти чтобы собрать материал для очерков, Стивенсон с женой, матерью и пасынком отправился на яхте в южные области Тихого океана. Они посетили Маркизские острова, Туамоту, Таити, Гаваи, Микронезию и Австралию и приобрели участок земли на Самоа, экономии ради решив надолго обосноваться в тропиках. Свое владение он назвал Вайлима (Пятиречье). Стремясь к наиболее тесному общению с местными жителями, Стивенсон принимал глубокое участие в их судьбе и выступал в печати с разоблачением колониальной администрации – к этому периоду в его творчестве относится роман «Восемь лет в опасности на Самоа»(«A Footnote to History: Eight Years of Trouble in Samoa», 1893). Протест Стивенсона был, однако, только лишь протестом романтика, однако людьми он забыт не был.
Климат острова пошел ему на пользу: в просторном плантаторском доме в Вайлиме были написаны некоторые из лучших его произведений. В том же доме 3 декабря 1894 он скоропостижно скончался. Почитатели-самоанцы похоронили его на вершине соседней горы. На могильной плите начертаны слова из его знаменитого «Завещания» («Под необъятным звездным небом…»).
Основным вкладом в литературу Стивенсона можно назвать то, что он возродил в Англии приключенческий и исторический роман. Но при всем мастерстве повествования он не сумел поднять его до тех высот, на которых стояли эти жанры у его предшественников. Большей частью автора интересовало приключение ради приключения, ему чужды были более глубокие мотивы приключенческого романа, как у Даниэля Дефо, а в историческом романе он отказывался от изображения больших общественных событий, ограничивая себя показом приключений героев, для которых история служит лишь случайным фоном.
Успех известных книг Стивенсона отчасти объясняется увлекательностью затронутых в них тем: пиратские приключения в «Острове сокровищ» (Treasure Island, 1883), фантастика ужасов в «Странной истории доктора Джекила и мистера Хайда» (The Strange Case of Dr. Jekyll and Mr. Hyde, 1886) и детская восторженность в «Детском цветнике стихов» (A Child's Garden of Verses, 1885). Однако помимо этих достоинств следует отметить стремительный рисунок характера Джона Сильвера, плотность слога в Докторе Джекиле и мистере Хайде, блестки иронии в «Детском цветнике стихов», свидетельствующие о разносторонности его таланта.
Свою литературную деятельность он начал с чрезвычайно ценимых в ту пору эссе, написанных в непринужденной форме, и никогда не изменял этому жанру. Его статьи о писателях и писательском искусстве – «Скромное возражение» (A Humble Remonstrance, 1884), «Сновидения» (Dreams, 1888), «О некоторых технических элементах литературного стиля» (On Some Technical Elements of Style in Literature, 1885) и др. – сближают его с Г.Джеймсом. В путевых заметках «Путешествие с ослом», «Поселенцы Сильверадо» (The Silverado Squatters, 1883) и «В Южных морях» (In the South Seas, 1890) мастерски воссоздан местный колорит, к тому же последние представляют особый интерес для исследователей. Малоизвестные литературные анекдоты Стивенсона стоят в ряду самых едких, остроумных и лаконичных в английской литературе. Стихи он писал от случая к случаю и редко относился к ним серьезно.
Чтобы проникнуть в мир некоторых произведений Стивенсона – «Похищенный» (Kidnapped, 1886) и его продолжение «Катриона» (Catriona, 1893; журнальный вариант «Дэвид Бэлфур» – David Balfour), «Владетель Баллантрэ» (The Master of Ballantrae, 1889), «Веселые Молодцы» (The Merry Men, 1882), «Окаянная Дженет» (Thrawn Janet, 1881), – читателю потребуется хотя бы поверхностное знакомство с языком и историей Шотландии. Почти все они – за исключением «Окаянной Дженет», маленькой жемчужины в жанре рассказов о привидениях, – написаны неровно. «Черную стрелу» (The Black Arrow, 1883) и «Сент-Ив» (St. Ives, 1897) можно отнести к числу явных неудач. «Несусветный багаж» и «Клуб самоубийц» (The Suicide Club, 1878), а также рассказы, являющиеся их продолжением (некоторые написаны в соавторстве с Фанни), не всем придутся по вкусу. Однако «Берег Фалеза» (The Beach of Falesa) – один из лучших рассказов, когда-либо написанных о Южных морях, и чрезвычайно занимательны нередко печатавшиеся вместе с ним островные фантазии «Сатанинская бутылка» (The Bottle Imp, 1891) и «Остров голосов» (The Isle of Voices, 1893). Принято считать, что «Уир Гермистон» (Weir of Hermiston, 1896) мог бы стать одним из великих романов XIX в., однако Стивенсон успел закончить лишь треть книги.