晩年も精力的に舞台やドラマに出演を続けていた池内淳子ですが、2010年に入り体調を崩します。同年9月26日、肺がんのため都内の病院で逝去。76歳でした。
亡くなる直前まで舞台復帰への情熱を失わず、病床でも台本を手放さなかったと伝えられています。訃報が流れた際には、森光子や石井ふく子、橋田壽賀子をはじめとする演劇・ドラマ界の重鎮たちが「昭和の偉大な宝を失った」と深い哀悼の意を捧げました。
生涯独身で直系の子孫がいなかったことから、遺産や相続の行方についても関心が寄せられました。生前から自身の身辺整理を几帳面に行っていた池内は、個人事務所のスタッフや親族、長年支えてくれた関係者に対して誠実な配慮を残しており、死後に泥沼の相続トラブルが起きることもなく、静かにその幕を閉じました。
