Olyckan inträffade strax efter klockan 18 på måndagskvällen. Två personbilar frontalkrockade på väg 373 innan Högbacken i Långträsk.
Ambulanser skickades från Arvidsjaur, Piteå och Älvsbyn.
Brandvärnet i Långträsk var först på plats. Även räddningstjänsten i Piteå skickades till olycksplatsen. Två personer satt fastklämda och räddningstjänsten fick klippa loss dem.
En 31-årig kvinna var ensam i den ena bilen och avled på olycksplatsen.
I den andra bilen färdades en 35-årig kvinna, en 23-årig man och en 15-årig flicka. Dessa fördes med ambulans till sjukhus.
Senare på kvällen avled den 35-åriga kvinnan på Piteå Älvdals sjukhus. De andra två drabbade uppges ha lindriga skador och vårdas på Sunderbyns sjukhus.
LÄS MER: Så många dog i trafiken 2015
Polisen utreder omständigheterna kring dödsolyckan men kan inte uppge någon olycksorsak ännu.
-Vi har tagit hand om bilarna och ska göra en teknisk undersökning av dem, säger Karolina Thomtén, vakthavande befäl vid Norrbottenspolisen.
Enligt räddningstjänsten ska väglaget på platsen ha varit besvärligt.
– Det vi vet är att det varit blida. Det har förmodligen varit mycket halt och snörök, säger Per Isaksson, räddningschef i beredskap på räddningstjänsten i Piteå.