И всё же долго скрывать болезнь не удалось. Во время одной из репетиций Марецкой стало совсем плохо и она потеряла сознание. Её снова положили в больницу. Врачи никак не могли определить природу болезни актрисы и уверяли её, что ничего страшного не происходит. Ей сделали ещё одну сложную операцию — трепанацию черепа. По Москве тогда пошли слухи, что дело плохо, что Марецкая вряд ли выживет. А она не только выжила, но и вернулась на сцену. Причём обставила свой приход с присущим ей юмором. Её пригласили участвовать в творческом вечере, на который она пришла в парике, скрывавшем наголо обритую голову. И Марецкая, выходя на сцену, шутливо содрала с головы парик и приветственно помахала им зрителям. Согласитесь, мало кто из актрис, обычно всегда дрожащих над своим, как теперь говорят, имиджем, может совершить нечто подобное. А вот Марецкая не побоялась.

В июле 1976 года Марецкая отмечала своё 70-летие. По её планам, торжество должно было пройти в узком семейном кругу без привлечения к нему общественного внимания. Актриса даже специально взяла путёвку на июль не в любимый дом отдыха в Рузе, а в санаторий имени Герцена. Однако власти не дали актрисе скрыться. Юбилей отмечали с большой помпой и даже присвоили Марецкой звание Героя Социалистического Труда. Получать высокую награду актриса должна была в Кремле, а ей внезапно стало хуже. Вновь встал вопрос о госпитализации. Но Марецкая заявила, что в Кремль обязательно поедет. «Всего-то один дубль. Как-нибудь выдержу», — сказала она. И выдержала, правда, с большим трудом: устроители, почему-то решив, что раз она приехала, значит, вполне здорова, попросили её сказать речь от имени всех награждённых.

Однако операция лишь оттянула трагическую развязку, но не предотвратила её. Болезнь зашла слишком далеко, и когда в очередной раз Марецкая легла на обследование, ей поставили страшный диагноз: рак мозга. Правда, самой актрисе об этом не сказали, пощадив её нервы.

Судя по всему, болезнь спровоцировали трагические обстоятельства. Единственная дочь актрисы Маша (от второго брака, с Юрием Троицким) вышла замуж за молодого учёного Дмитрия N. Жили молодые у Марецкой, в её квартире в доме на улице Немировича-Данченко. Жили, в общем-то, неплохо. Марецкая души не чаяла в своём зяте, называла его не иначе как Димочка. Но затем случилось неожиданное: Димочка повесился. Под впечатлением этой трагедии его молодая жена попала в психушку. Марецкая осталась одна и вскоре заболела раком.

Несмотря на то, что с момента ухода Марецкой минуло уже почти тридцать лет, имя её не забыто. В 1996 году в столичном Киноцентре было торжественно отмечено 90-летие замечательной актрисы. Зал был забит битком, и билеты на это мероприятие спрашивали ещё у метро. Много тёплых слов было сказано об актрисе её коллегами и простыми почитателями её таланта. Подводя итоги этого вечера, поэт Лариса Васильева сказала главное: «Марецкая навсегда запечатлела в искусстве женщину своей эпохи; три свои хрестоматийные роли в кино она сыграла на века».