2018年5月16日、日本中を驚きと悲しみが包みました。星由里子さんが京都市内の病院で息を引き取ったのです。享年74歳でした。
公表された星由里子の死因は、肺がん(肺腺がん)でした。訃報が大きな衝撃を与えた理由は、亡くなる直前まで極めて元気に仕事をこなしていたためです。2018年4月中旬に体調の異変を訴えて京都府内の病院で精密検査を受けたところ、進行した肺がんであることが判明。入院して治療を試みたものの、病気の発覚からわずか約1ヶ月というあまりにも急激な進行でした。
遺作となった映画『兄友』の撮影も病に倒れる直前まで精力的にこなしており、現場スタッフや共演者も彼女の病状にまったく気づかなかったといいます。最期は夫の清水氏をはじめとする近親者に見守られながら、静かに旅立ちました。