Dr. Sheik Omar Khan estava hospitalizado em quarentena desde que contraiu o vírus na semana passada.
O virologista foi responsável pelo tratamento de mais de 100 pacientes no hospital em Kenema - uma das maiores instalações de diagnóstico Ebola do mundo.
O surto atual de Ebola é o maior da história, até agora matando mais de 672 pessoas em toda a África Ocidental desde fevereiro quando começou.
segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), a doença atinge Serra Leoa, Libéria, Guiné e Nigéria.
A morte do Dr. Khan na terça-feira à tarde foi confirmada pelo diretor médico Dr. Brima Kargbo, que o saudou como "herói nacional", quando ele anunciou que tinha contraído a doença.
"É uma grande e irreparável perda para Serra Leoa, uma vez que ele era o único especialista do país em febres hemorrágicas virais", disse Kargbo na terça-feira.
Dr. Khan estava sendo tratado em uma enfermaria gerido pela ONG Médicos Sem Fronteiras, que tem chamado a atenção do mundo por considerar o surto africano da doença como "fora de controle".