Flickan träffades av en isboll när en kraftig hagelstorm drog in över La Bisbal d’Empordà i nordöstra Spanien i tisdags, säger stadens borgmästare Carme Vall till spansk tv.
Den 20 månader gamla flickan som var med sina föräldrar vid tillfället togs till sjukhus men dog tidigt på onsdagen.
– Haglet föll bara i tio minuter, men det var tio minuter av terror, säger Carme Vall, som uppger att hagelbollar upp till elva centimeter i diameter har fallit.
Kataloniens vädermyndighet säger att hagelbollarna är de största som fallit i området, som ligger nära Frankrikes gräns, på 20 år.
Över 20 personer fick söka vård för skador de fått under stormen.
På filmer syns hur haglet studsar som golfbollar på bilar vars rutor spräcktes och tak bucklades. Fönstren på samhällets kyrka har också gått sönder i stormen.
Fler stormar i regionen och östra Spanien är att vänta under onsdagen, vilka följer på en allvarlig värmebölja tidigare i sommar – som inträffade såväl på land som i Medelhavet.