Polisen har gripit fyra män för attacken, som inträffade när flickan lämnade sitt hem den 16 november.
Flickans föräldrar har berättat för polisen att sex män släpade henne tillbaka in i huset i byn Shahjahanpur sedan hon mot protesterat mot deras oanständiga gester och försök att röra vid henne.
Männen hällde då fotogen över den 15-åriga flickan och tände eld.
Flickan fördes till sjukhus, men avled av sina skador i söndags.
Enligt polisen är alla männen från samma by och av samma kast som flickan. De två män som är på fri fot jagas av polisen.
En rad uppmärksammade våldtäkter i Indien har väckt ilska över hur kvinnor behandlas och lett till krav på hårdare lagstiftning mot sexbrott.