Vingt-cinq autres passagers du bateau ont été recueillis, cinq dans l'eau et 20 sur une côte rocheuse qu'ils avaient réussi à gagner, a précisé la police.
Tirée de l'eau par un patrouilleur de Frontex, l'agence européenne de surveillance des frontières, la fillette est décédée à l'hôpital de l'île.
Des recherches "préventives" se poursuivaient dans la zone, les autorités voulant s'assurer avoir retrouvé tous les passagers du bateau, un canot gonflable qui a coulé près de la côte.
Aucun détail n'était disponible dans l'immédiat sur l'identité de la victime et des rescapés.
Des centaines de personnes, dont de nombreux enfants, ont trouvé la mort en 2015 et 2016 dans l'étroit chenal entre la Turquie et les îles grecques égéennes, alors principale porte d'entrée en Europe d'exilés, notamment syriens.
La Turquie et les États de l'UE ont conclu en mars 2016 un accord pour fermer cette route migratoire, empruntée quotidiennement par des milliers de personnes. Les arrivées se poursuivent toutefois à raison de plusieurs dizaines par jour en moyenne, avec une légère augmentation constatée en août.