刘亚楼病逝前，反复念叨两句：“毛主席重要，101重要……” 1964年，刘亚楼的身体持续恶化，甚至一天大部分时间都在拉肚子，但如此情况，他仍然坚持继续工作，不管别人怎么劝都不肯去医院。 当年的11月24日，刘亚楼被确诊肝硬化，这个消息上报至中央后，中央领导人都十分极为震惊，震惊之余，下令全力进行对刘亚楼的治疗。 期间，毛主席还在给刘亚楼的报告回件上，特意批示：“亚楼同志：此件已阅，很好。闻你患病，十分挂念，一定要认真修养，听医生的话，不可疏忽。” 在上海华东医院医治一段时间后，刘亚楼病情一度好转，而感觉稍微好点后，刘亚楼便要求出去工作，为了让毛主席放心，他还报告说自己只是肝硬化而已，并且病情已有好转，完全能胜任工作。 接到刘亚楼的报告，毛主席非常高兴，他托人转告刘亚楼：“有病就要安心休养，不要发急，待病好后再工作，当成任务来执行”。 但是，就在大家都认为刘亚楼的病情在往好的方向发展的时候，在1965年的4月7日，刘亚楼被确认为肝癌。 确诊之后，周总理指示，如果有特效药立马去买，要尽最大努力去挽救。 而伴随着身体的不断恶化，刘亚楼也自知自己大限将至，当时他就对部下说，空军新条令教材一旦编好，如果自己到期后已经死了，那就把编好的书放在自己的墓上，也让自己看一看。 而对医护人员，刘亚楼则和蔼的说，过几天你们就可以不忙了，我已收到了马克思的请柬。 在军中因脾气火爆而有着“雷公”的他，很少这么和蔼的说话，而他这一说，在场的医护人员，无不落泪。 期间，周总理代表中央前来探望刘亚楼，得知周总理要来，当时起身都已经很困难的刘亚楼，强撑病体送他到医院门口。 回去之后，周总理难过地对身边人说，我再也不去医院探望亚楼了。 众人不解这是何意，周总理忍着眼泪说，刘亚楼都病成那样，却还要坚持送我，我是真的不忍心啊，我要再去，难道不是折腾他吗？ 当年5月初，刘亚楼已至弥留之际，他的妻子翟云英赶紧给空军领导打电话，第一个接到电话的是吴法宪，得知刘亚楼已经病危后，吴法宪又马上报给了罗瑞卿和杨成武。 三人在之后，带着空军的主要干部，迅速飞赴上海，而等到他们来到医院时，刘亚楼已经到了神志模糊的程度。 半天，刘亚楼好像认出了罗瑞卿、杨成武和吴法宪。 他嘴里一直在喃喃自语，吴法宪凑到跟前才听清刘亚楼说了什么。 原来，刘亚楼翻来覆去只说了两句话：“毛主席重要，一零一重要……” 1965年5月7日，刘亚楼将军病逝于上海，享年55岁。
