美空ひばりの公式な直接死因は、間質性肺炎による呼吸不全です。1989年6月24日午前0時28分、入院先であった東京都文京区の順天堂大学医学部附属順天堂医院において息を引き取りました。52歳という早すぎる死でした。
間質性肺炎とは、肺胞の壁（間質）に炎症や線維化が起こり、酸素を取り込む機能が著しく低下する難治性の呼吸器疾患です。一般的な肺炎が細菌感染によって肺胞内に炎症を起こすのに対し、間質性肺炎は肺全体が硬くなって呼吸困難に陥ります。美空ひばりの場合、後述する長年の肝機能障害や自己免疫の乱れ、投薬治療の副作用などが複雑に絡み合い、急激に肺機能が失われていきました。
臨終の数日前には自発呼吸が困難となり、人工呼吸器が装着されていましたが、最終的には肺の機能不全から心不全を誘発し、最愛の家族に見守られながら静かに旅立ちました。
