Na początku 2006 roku u Lee zdiagnozowano ostrą białaczkę. Mimo intensywnego leczenia, w tym trzy chemioterapie i przeszczepy szpiku kostnego przy użyciu komórek macierzystych z pępowiny, zmarł 3 sierpnia 2006 w Memphis, w Methodist University Hospital z żoną u boku.
Jego kompozycja „Everybody’s Gotta Live” w wersji solowej z płyty Vindicator została wykorzystana w filmie prod. Francja – Wielka Brytania z 2016 roku pt. Jutro będziemy szczęśliwi w reżyserii Hugo Géllina i ta sama piosenka w wykonaniu Arthura Lee z zespołem Love została użyta w filmie Jojo Rabbit z 2019 roku w reżyserii Taika Waititi.
Dyskografia albumy solowe Everybody Jerk (1964, Del-Fi) Vindicator (1972, A&M) Arthur Lee (1981, AMG Track Picks) Live in Liverpool (2000, Viper) Live in Paris 1992 (2009, Last Call) Forever Changes Tour: Liverpool Jan 2003 (2009, Viper)