Tuy là một nghệ sĩ nhưng nhạc sĩ Hoàng Thi Thơ không bao giờ đụng tới một giọt rượu hay một điếu thuốc lá. Ông chỉ có chút đam mê cờ bạc, như thích đánh cá ngựa chẳng hạn. Cùng một lúc là một con người hào hoa, đa tình và bay bướm.
Theo Hoàng Thi Thao thì chú anh không biết mình bị bệnh tim cho đến khi bị nhồi máu cơ tim 2 lần. Sau lần thứ hai, ông được đưa vào bệnh viện chữa trị.
Tại đây các bác sĩ cho biết tim ông đã bị tổn thương nặng nề với một vết thâm rất lớn. Do đó trái tim ông rất yếu nên không bơm được nước từ trong phổi ra. Tình trạng này khiến ông luôn bị sặc nước nên phải ngủ ngồi suốt mấy năm trời. Từ đó ông ra vào bệnh viện nhiều lần trước khi vĩnh viễn ra đi một cách thanh thản vào ngày 23 tháng 09 năm 2001...
Hòang Thi Thao cho biết nhạc sĩ Hoàng Thi Thơ có để lại một vài điều trăn trối, trong đó ông muốn những nhạc kịch giá trị của ông được thực hiện tại Việt Nam.
Đúng như nguyện vọng của ông, thi hài nhạc sĩ Hòang Thi Thơ đã được an táng tại Vườn Vĩnh Cửu trong khuôn viên nghĩa trang Peek Family ở Orange County
