En 1699 la ciudad de Amsterdam invitó a Sibylla Merian para que se trasladara a la colonia holandesa de Surinam con su hija, para continuar con su pasión por la entomología y el dibujo. Desde Amsterdam tenía noticias de la belleza de los ejemplares de orugas y mariposas que provenían de ultramar. Allí trabajó durante dos años viajando a lo largo de Surinam tomando apuntes de los animales y plantas exóticos. También se mostró muy crítica con la dureza que se trataba a los esclavos de aquellas tierras. En 1701 la malaria le forzó a regresar a Holanda.

A su vuelta vendió los especímenes que había recolectado y publicó en 1705 una colección de grabados coloreados a mano titulada "Metamorphosis Insectorum Surinamensium sobre los insectos de Surinam.
En 1715 sufrió una paralisis parcial a causa de un golpe, pero pudo continuar con su trabajo hasta su muerte en Amsterdam el 13 de enero de 1717. Según parece murio en la pobreza. Su hija Dorotea publicó de forma póstuma su trabajo "Erucarum Ortus Alimentum et Paradoxa Metamorphosis"
A finales del siglo pasado sus grabados y su figura comenzaron a ser reconocidos mundialmente y su obra paso a ser uno de los exponentes de la ilustración de Historia Natural. Su rostro fue imprimido en el billete de 500 marcos de la república Federal Alemana y también figura en los sellos de 0,40 céntimos.