Последние полтора года жизни Людмила Сенчина боролась с раком поджелудочной железы, но знали о тяжелом недуге только самые близкие. Сама же певица продолжала работать и даже планировала в январе 2018 года выступить на мероприятии, посвященном 74-й годовщине снятия блокады Ленинграда. Но состояние резко ухудшилось – артистку госпитализировали, она на полторы недели впала в кому и 25 января 2018 года в 8:30 утра Людмила Петровна скончалась на 68-м году жизни в одной из больниц Санкт-Петербурга
Гражданская панихида проходила в театре музыкальной комедии, отпевание — в Соборе Владимирской иконы Божией матери. Похоронена, она была, согласно последней воли, на Смоленском православном кладбище в Санкт-Петербурге, вблизи часовни Ксении Блаженной.
Изначально там стоял простой деревянный крест с надписью "Помяни мя, Господи во Царствии Твоем". Это сокращенная цитата из Евангелия от Луки слов разбойника, который был распят вместе со Спасителем. Полностью она звучит как: "И глаголаше Иисуови: помяни мя, Господи, егда приидеши во царствии си". Христос, как известно, на это ответил:"Ааминь, аминь глаголю тебе, днесь со Мною будеши в раи".
Теперь же, ко дню рождения певицы, которой 13 декабря исполнился бы 71 год, на ее могиле тот самый крест исчез. А ее вдовцом Владимиром Андреевым был установлен лаконичный и строгий серо-черный гранитный памятник с именем, датами жизни и надписью "Народная артистка России".