入院後は抗がん剤投与などの治療を行い、病状が改善されたこともあり、[[9月4日]]に一旦退院。[[9月14日]]には極々身内の者と共に誕生パーティを開いたことをブログ上にアップし回復ぶりをアピールしたが<ref>{{Cite web |url=http://blog.excite.co.jp/matsukimiyu/22169446/|title=ありがとう|work=松来未祐日記|publisher=exciteブログ|date=2015-09-14 |accessdate=2017-06-03}}</ref>、[[9月18日]]には容体が急激に悪化し再入院。この時には既に末期の[[悪性リンパ腫]]を罹患していたことも判明、同時に[[クモ膜下出血]]も併発して緊急手術を受けるなど、益々病状は悪化していった。だが、亡くなる直前まで意識があり、言葉を発することはできなかったものの、両親の問いかけには応じて頷いていたという<ref>{{Cite web |author=81プロデュース スタッフ一同 |date=2015-12-15 |url=http://blog.excite.co.jp/matsukimiyu/22662440/ |title=松来未祐を応援してくださった皆様へ |work=松来未祐日記 |accessdate=2015-12-15}}</ref><ref>{{Cite news |url=http://www.sponichi.co.jp/entertainment/news/2015/12/15/kiji/K20151215011690890.html |title=声優の松来未祐さん 難病だった…遺族が同じ病気の早期発見願い公表 |newspaper=[[スポニチアネックス]] Sponichi Annex |publisher=[[スポーツニッポン新聞社]] |date=2015-12-15 |accessdate=2015-12-15}}</ref><ref>{{Cite news |url=http://www.oricon.co.jp/news/2063888/full/ |title=松来未祐さん、家族の意向で病名公表 死因は「悪性リンパ腫」 |newspaper=オリコンスタイル ORICON STYLE |publisher=[[オリコン]] |date=2015-12-15 |accessdate=2015-12-15}}</ref>。

入院後は抗がん剤投与などの治療を行い、病状が改善されたこともあり、[[9月4日]]に一旦退院。[[9月14日]]には極々身内の者と共に誕生パーティを開いたことをブログ上にアップし回復ぶりをアピールしたが<ref>{{Cite web |url=http://blog.excite.co.jp/matsukimiyu/22169446/|title=ありがとう|work=松来未祐日記|publisher=exciteブログ|date=2015-09-14 |accessdate=2017-06-03}}</ref>、[[9月18日]]には容体が急激に悪化し再入院。この時には既に末期の[[悪性リンパ腫]]を罹患していたことも判明、同時に[[クモ膜下出血]]も併発して緊急手術を受けるなど、益々病状は悪化していった。だが、亡くなる直前まで意識があり、言葉を発することはできなかったものの、両親の問いかけには応じて頷いていたという<ref>{{Cite web |author=81プロデュース スタッフ一同 |date=2015-12-15 |url=http://blog.excite.co.jp/matsukimiyu/22662440/ |title=松来未祐を応援してくださった皆様へ |work=松来未祐日記 |accessdate=2015-12-15}}</ref><ref>{{Cite news |url=http://www.sponichi.co.jp/entertainment/news/2015/12/15/kiji/K20151215011690890.html |title=声優の松来未祐さん 難病だった…遺族が同じ病気の早期発見願い公表 |newspaper=[[スポニチアネックス]] Sponichi Annex |publisher=[[スポーツニッポン新聞社]] |date=2015-12-15 |accessdate=2015-12-15}}</ref><ref>{{Cite news |url=http://www.oricon.co.jp/news/2063888/full/ |title=松来未祐さん、家族の意向で病名公表 死因は「悪性リンパ腫」 |newspaper=オリコンスタイル ORICON STYLE |publisher=[[オリコン]] |date=2015-12-15 |accessdate=2015-12-15}}</ref>。

2015年11月2日に公表された訃報を受け、声優仲間をはじめとして親交の深かった関係者たちが[[Twitter]]やブログなどを通じて松来への哀惜の言葉を綴り<ref>{{Cite news |url=http://www.tokyo-sports.co.jp/entame/anime/467169/ |title=松来未祐さん死去に植田佳奈、緒方恵美ら声優仲間が悲しみ |newspaper=東スポWeb |publisher=東京スポーツ新聞社 |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref><ref>{{Cite news |url=http://www.sponichi.co.jp/entertainment/news/2015/11/02/kiji/K20151102011435550.html |title=本名陽子 松来未祐さん訃報に沈痛「信じたくない」声優仲間が追悼 |newspaper=スポニチ Sponichi Annex |publisher=スポーツニッポン新聞社 |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.crank-in.net/game_animation/news/39681 |title=声優・松来未祐さん死去 吉田尚記アナ、植田佳奈ほか早すぎる死に悲しみの声 |work=クランクイン！ |publisher=ハリウッドチャンネル |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref>、ファンからも急逝を悼む書き込みが見られたほか、[[Yahoo! JAPAN]]のリアルタイム検索も一時的に上位20ワードが松来やその出演作に関するもので占められた<ref>{{Cite web |url=http://www.oricon.co.jp/news/2061689/full/ |title=声優・松来未祐さん死去「若すぎるよ」 追悼の声続々 |work=ORICON STYLE |publisher=オリコン |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref><ref name="tospo">{{Cite news |url=http://www.tokyo-sports.co.jp/entame/anime/467236/ |title=松来未祐さん死去 最後のブログで「この病気が治ったら本気で婚活するんだ…！」 |newspaper=東スポWeb |publisher=東京スポーツ新聞社 |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref>。同年11月19日には、[[超A&G+]]で特別番組『[[超!A&G+スペシャル|松来未祐〜メモリーズ〜]]』が配信された<ref>{{Cite web |date=2015-11-13 |url=http://www.agqr.jp/topics/archives/post_556.php |title=阿澄さん、神田さんも出演「松来未祐〜メモリーズ」 |publisher=[[超!A&G+]] |accessdate=2015-11-21}}</ref>。また、松来の休養後も復帰を待つ形で放送を続けていた『[[(有)チェリーベル|（有）チェリーベル]]』も、松来の急逝を受けて2015年11月6日をもって終了した<ref>{{Cite web |url=http://www.sponichi.co.jp/entertainment/news/2015/11/06/kiji/K20151106011462990.html|title=松来未祐さん出演ラジオ12年の歴史に幕「3人だからこそチェリーベル」|accessdate=2015-11-07}}</ref>。

2015年11月2日に公表された訃報を受け、声優仲間をはじめとして親交の深かった関係者たちが[[Twitter]]やブログなどを通じて松来への哀惜の言葉を綴り<ref>{{Cite news |url=http://www.tokyo-sports.co.jp/entame/anime/467169/ |title=松来未祐さん死去に植田佳奈、緒方恵美ら声優仲間が悲しみ |newspaper=東スポWeb |publisher=東京スポーツ新聞社 |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref><ref>{{Cite news |url=http://www.sponichi.co.jp/entertainment/news/2015/11/02/kiji/K20151102011435550.html |title=本名陽子 松来未祐さん訃報に沈痛「信じたくない」声優仲間が追悼 |newspaper=スポニチ Sponichi Annex |publisher=スポーツニッポン新聞社 |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.crank-in.net/game_animation/news/39681 |title=声優・松来未祐さん死去 吉田尚記アナ、植田佳奈ほか早すぎる死に悲しみの声 |work=クランクイン！ |publisher=ハリウッドチャンネル |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref>、ファンからも急逝を悼む書き込みが見られたほか、[[Yahoo! JAPAN]]のリアルタイム検索も一時的に上位20ワードが松来やその出演作に関するもので占められた<ref>{{Cite web |url=http://www.oricon.co.jp/news/2061689/full/ |title=声優・松来未祐さん死去「若すぎるよ」 追悼の声続々 |work=ORICON STYLE |publisher=オリコン |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref><ref name="tospo">{{Cite news |url=http://www.tokyo-sports.co.jp/entame/anime/467236/ |title=松来未祐さん死去 最後のブログで「この病気が治ったら本気で婚活するんだ…！」 |newspaper=東スポWeb |publisher=東京スポーツ新聞社 |date=2015-11-02 |accessdate=2015-11-03}}</ref>。同年11月19日には、[[超A&G+]]で特別番組『[[超!A&G+スペシャル|松来未祐〜メモリーズ〜]]』が配信された<ref>{{Cite web |date=2015-11-13 |url=http://www.agqr.jp/topics/archives/post_556.php |title=阿澄さん、神田さんも出演「松来未祐〜メモリーズ」 |publisher=[[超!A&G+]] |accessdate=2015-11-21}}</ref>。また、松来の休養後も復帰を待つ形で放送を続けていた『[[(有)チェリーベル|（有）チェリーベル]]』も、松来の急逝を受けて2015年11月6日をもって終了した<ref>{{Cite web |url=http://www.sponichi.co.jp/entertainment/news/2015/11/06/kiji/K20151106011462990.html|title=松来未祐さん出演ラジオ12年の歴史に幕「3人だからこそチェリーベル」|accessdate=2015-11-07}}</ref>。