Ông qua đời tại Bệnh viện Huyết học Trung ương, gia đình đang bàn bạc định ngày tổ chức tang lễ cho ông. Từ tháng 12/2020, nghệ sĩ bị đau từ vai xuống thắt lưng, không thể cử động được hai chân. Ban đầu, ông nghĩ là bệnh cột sống nên chủ quan, đến khi mổ thì phát hiện khối u.
Cuối tháng 12, ông phẫu thuật tại bệnh viện Việt Đức (Hà Nội). Sau ca mổ, ông gầy và yếu hơn, thường xuyên hôn mê, phải nằm viện từ đó đến nay. Nghệ sĩ đề nghị đồng nghiệp, bạn bè không đến thăm vì không muốn mọi người lo lắng cho mình. Chỉ có những người thân mới được đến bệnh viện chăm sóc. Ông cũng giấu bệnh tình trước truyền thông, chỉ nói mình bị đau cột sống. Một người bạn cho biết Hoàng Dũng cảm thấy tủi thân nếu những hình ảnh tiều tụy của mình bị lan truyền. Ông muốn giữ hình ảnh đẹp của người nghệ sĩ đến cuối đời.
Hoàng Dũng sinh năm 1956 tại Hà Nội, là diễn viên hoạt động trên cả lĩnh vực kịch, truyền hình, điện ảnh. Ông từng giữ chức Giám đốc Nhà hát kịch Hà Nội (2007-2017), sau đó nghỉ hưu. Ông được phong tặng danh hiệu Nghệ sĩ Nhân dân năm 2007. Những năm gần đây, ông gây ấn tượng với nhiều vai diễn trong phim Người phán xử, Sinh tử... Gái già lắm chiêu V và Trở về giữa yêu thương là hai dự án phim cuối cùng của ông. Đến cuối đời, cố nghệ sĩ vẫn tâm huyết với việc giảng dạy. Gần đây, Lê Khanh và Hoàng Dũng cùng dạy hệ chính quy ở trường Sân khấu Điện ảnh Hà Nội.
Sinh thời, nghệ sĩ sống hạnh phúc với vợ và hai con trai. Vợ ông vốn là cô giáo mầm non, chuyển sang mở tiệm quần áo nhỏ để lo kinh tế gia đình, giúp chồng yên tâm theo đuổi nghệ thuật. Hoàng Duy - con trai đầu của ông - sớm bộc lộ năng khiếu diễn xuất khi mới 10 tuổi, ghi dấu ấn qua các phim Bà và cháu, Món quà năm mới, Vị khách đêm giao thừa... Anh không theo đuổi nghề diễn khi lớn lên mà chọn làm doanh nhân. Con trai thứ hai của NSND Hoàng Dũng đang học Đại học Sân khấu điện ảnh Hà Nội. Ông từng nói rất vui vì có người nối nghiệp.
