O jovem, de 16 anos, morreu no hospital por "falência múltipla dos órgãos", informou à AFP a Secretaria de Educação do Paraná (sul) por e-mail.
O ataque ocorreu em uma escola na Região Metropolitana de Londrina, norte do estado.
O agressor, que entrou na instituição com o pretexto de buscar seu "histórico escolar" e em seguida abriu fogo, foi preso.
A primeira vítima foi outra estudante de 17 anos que morreu no local, segundo as autoridades, que anteriormente afirmaram que ela tinha 16 anos.
A imprensa local informou que os jovens mortos eram um casal e que o agressor tem 21 anos.
Um segundo indivíduo da mesma idade, suspeito de ter colaborado com a organização do ataque, também foi preso mais tarde, confirmou o governo do Paraná.
A polícia está investigando a motivação do agressor, que foi imobilizado por um professor.
"O docente havia passado por um treinamento recentemente e as forças policiais chegaram em apenas três minutos (...), o que evitou uma tragédia ainda maior", disse na segunda-feira o governador do Paraná, Carlos Ratinho Júnior, que decretou três dias de luto.
Os ataques em escolas aumentaram recentemente no Brasil e as autoridades os atribuem, em parte, à apologia à violência que circula nas redes sociais.
Em abril, quatro crianças de 4 a 7 anos foram assassinadas em uma creche em Blumenau, Santa Catarina, por um homem que os atacou com uma arma branca. Os assassinatos comoveram o país e o governo federal anunciou uma série de medidas de regulamentação das redes sociais para combater as crescentes ameaças contra escolas.
O pior ataque registrado no Brasil ocorreu em 2011: 12 crianças morreram quando um homem abriu fogo em sua antiga escola em Realengo, subúrbio do Rio de Janeiro, e depois se matou.