1970年9月5日，一早起来，重病的李天佑突然说：“我去看看。”
“你想看什么呢？”杜启远问道。
他没有回答，然后不顾妻子的劝阻，硬撑着极度虚弱的身体，逐个地查看了家里的每一间屋子，甚至连平时用来堆放杂物的小屋也不例外，看了又看，最后，他又查看了整个院子。
这是过去从未有过的事情。他一直来是只管工作，不做家务，也不管家务。这一举动给家人留下了深刻的记忆。
两天后，他的病情出现异常，住进了301医院。
在医院里，他仍像往常那样：不让家人陪床。由于杜启远和众人一再坚持，他才允许他身边唯一一个警卫员留在医院里照顾他，其他人统统回单位上班。也许他意识到自己将不久于人世了，一天，突然向医生提出说：
“我要到天安门看看。”
“总参领导有指示，要首长在医院抓紧治疗。”医生告诉他。
“我坐车出去转转，到天安门看看，我再回来。”
但医生为他的病情考虑没有同意。以后，每次见了医生，他总是固执地提出同样的要求，遗憾的是，医生始终没答应他。几天后，他的手臂和腿部很快肿起来，手表都不能带了。随即，小便量也减少，不及常人的一半。医生不得不给他注射了利尿药溶液。
谁知这利尿溶液注射之后，他的小便不仅没增加，反而一点也排不出来了。
9月27日清晨，他已经不能说话了，连药也吃不进去了。妻子杜启远闻讯赶来，急得要死。护士告诉她说：“这是因为嗓子里有痰吸不出来。”
杜启远一听，当即俯下身去，口对口为他吸痰。谁知她用力一吸，吸出来的竟然全都是些酸水。李天佑一听说是水，吃力地抬着头对着墙上的毛主席像，“哇啦哇啦”地叫个不停，表情十分痛苦。
护士见了，赶紧给他找来一本印有毛主席像的书。他捧着书，仍然“哇啦哇啦”地叫，可是谁也听不清他说什么了。医生赶紧给他做人工呼吸进行抢救，他七窍出水，很快就昏迷过去。当日18时35分，一代战将李天佑终于被病魔夺去了生命，年仅56岁。
他从住院到去世，仅仅20天时间。
杜启远哭着说：
“他16岁当连长，20岁当师长，连去世也比别人走得早。”
