李行導演因心肺衰竭，於2021年8月19日晚間9時55分，病逝於台北，享耆壽九十一歲，兩岸電影交流委員會也證實此事。
向來奉李行導演為偶像的朱延平導演也在臉書發出哀悼文，「他拍片態度嚴謹，凡事要求⋯⋯他叫 ‘ 李要求 ’，我拍片開心就好，一切隨緣⋯⋯我叫 ‘ 朱隨便 ’，可是⋯我們就是很麻吉⋯⋯我最麻吉的老麻吉，李行導演，昨晚21.55分離開我們，去天上做菩薩了⋯導演好走」，語氣中帶有極度不捨。
而在朱延平導演的發文哀悼底下，亦有不少知名影人留言，香港演員馮淬帆說：「噢噢…我尊敬的李導演一路走好！」知名製片葉如芬說：「李導演好走！很敬佩他的堅持！」導演李鼎也說：「謝謝李行導演的一切，也謝謝朱導一直以來跟李導對我們的支持⋯⋯」