Před orchestrem Jiří Bělohlávek překypoval nadšením, jeho nemoc ale rychle postupovala. O vážnosti situace Jiří příliš nemluvil a věnoval se naplno svému dirigentskému povolání. Marek Eben, který několikrát moderoval koncerty ČF, sdílel: „Byl to velice statečný člověk. To, jak dokázal zvládat svoji nemoc, bylo impozantní. Když vystoupil před orchestr, tak byste nepoznali absolutně nic, jeho energie a nasazení byla energie zdravého člověka.“
Síla onkologického onemocnění ale byla nakonec přeci jen příliš zničující. S blížícím se Pražským jarem roku 2017 Bělohlávek požádal, aby ho v roli dirigenta nahradil Petr Altrichter a nedlouho poté, 31. května 2017, ve večerních hodinách zemřel.
Odkaz jednoho z největších českých dirigentů je stále velmi živý. Každý rok jeho manželka Anna Fejérová předává nadějným mladým hudebníkům prestižní Cenu Jiřího Bělohlávka a od roku 2024 funguje i Dárcovský fond Jiřího Bělohlávka, který finančně podporuje nové hudební projekty.
Dirigentův život i dílo jsou zachyceny v dokumentu České filharmonie s názvem Když já tak rád diriguju.