Em 27 de agosto de 2016, Lúcio passou mal na sexta-feira (26) e procurou atendimento no Pronto-Socorro Municipal, sendo liberado posteriormente. Porém, voltou ao local e, apesar das tentativas de reanimação, o ex-jogador sofreu um infarto e veio a falecer, aos 59 anos<ref>{{Citar web|url=http://globoesporte.globo.com/pa/santarem-regiao/noticia/2016/08/luto-morre-aos-57-anos-o-ex-atleta-e-tecnico-de-futebol-lucio-santarem.html|publicado=GloboEsporte.com PA|autor=|título=Luto: morre aos 59 anos o ex-atleta e técnico de futebol Lúcio Santarém|data=27 de agosto de 2016|acessodata=}}</ref>. Sua morte repercutiu em todo o meio esportivo santareno<ref>{{Citar web|url=http://globoesporte.globo.com/pa/santarem-regiao/futebol/noticia/2016/08/santarenos-lamentam-falecimento-de-ex-jogador-e-tecnico-lucio-santarem.html|publicado=GloboEsporte.com PA|autor=|título=Santarenos lamentam falecimento de ex-jogador e técnico Lúcio Santarém|data=27 de agosto de 2016|acessodata=}}</ref>, e os principais clubes da cidade (São Raimundo e [[São Francisco Futebol Clube (Santarém)|São Francisco]]), além da Prefeitura Municipal, expressaram pesar pelo falecimento do ex-jogador.
