उन्हें 19 जुलाई की सुबह दिल का दौरा (हार्ट अटैक) पड़ने के बाद शहर के एक निजी अस्पताल में भर्ती कराया गया था जहां उन्हें बाद में ब्रेन हैमरेज हुआ। उन्हें अस्पताल के आईसीयू में रखा गया था। सहगल की दो बेटियां सुभाषिनी अली और अनीसा पुरी है। कैप्टन सहगल की बेटी और माकपा नेता सुभाषिनी अली ने बताया कि कैप्टन सहगल का आज सुबह निधन हो गया। उन्हें आईसीयू के लाइफ सपोर्ट सिस्टम पर रखा गया था। उनके अंगों ने काम करना बंद कर दिया था उनकी हालत में कोई सुधार नही आया और आखिरकार आज सुबह 11 बज कर 20 मिनट पर उन्होंने दम तोड़ दिया। कैप्टन सहगल की बीमारी की खबर सुनकर माकपा महासचिव प्रकाश करात, वरिष्ठ नेता वृंदा करात भी कानपुर के अस्पताल पहुंचे और उनका हाल-चाल लिया था। सुभाषिनी अली के बेटे और मशहूर फिल्म निर्देशक शाद अली भी कानपुर पहुंच गये थे। कैप्टन सहगल पेशे से डाक्टर थीं और नेताजी सुभाष चन्द्र बोस की सहयोगी रह चुकी हैं। 1943 में वे आजाद हिंद सेना की रानी लक्ष्मी बाई रेजीमेंट में कर्नल थी।
कैप्टन लक्ष्मी सहगल को 1998 में पदमविभूषण सम्मान से भी नवाजा जा चुका है।