Val Kilmer starb am 1. April in Los Angeles. Seine Tochter Mercedes erklärte der New York Times, die Todesursache sei eine Lungenentzündung gewesen. Kilmer war 65 Jahre alt und kämpfte seit mehreren Jahren gegen Kehlkopfkrebs.
Kilmer lernte seine spätere Frau, die Schauspielerin Joanne Whalley, bei den Dreharbeiten zu Ron Howards Fantasyfilm „Willow“ kennen und trat später mit ihr im Film „Kill Me Again“ von 1989 auf. Sie ließen sich 1996 scheiden. Das Paar hatte zwei Kinder: Tochter Mercedes und Sohn Jack.
In den 2000er Jahren begann Kilmers Karriere zu schwächeln. 2016 wurde bekannt, dass er an Kehlkopfkrebs litt, der ihn schließlich seine Stimme verlor. Ein Computer sprach nun für ihn. 2021 erschien die Dokumentation über sein Leben, „Val“, in der sein Sohn Kilmer seine Stimme lieh. Der Film verwendete Hunderte von Stunden Filmmaterial, das Val über die Jahre aufgenommen hatte. Der Film wurde ein Festivalhit und von Kritikern geliebt.
Kilmer kehrte 2022 im Film „Top Gun: Maverick“ kurz auf die Leinwand zurück, obwohl er aufgrund seiner Krebserkrankung nicht mehr sprechen konnte. Bis zu seinem Tod lebte Kilmer auf einer Ranch in New Mexico. Er malte außerdem und leitete Theaterprogramme an Highschools, bei denen Schüler Stücke von Twain und Shakespeare aufführten.