В 1996 году двое преступников пытались ограбить квартиру. Грабителей задержал её муж Вилли Хштоян, который в молодости занимался боксом, но один из них успел нанести Надежде Васильевне удар по голове. До конца жизни Надежду Васильевну преследовали сильные боли, от которых она периодически теряла сознание.
Существуют разные версии болезни Надежды Румянцевой. Говорили, что у неё были сердечные заболевания. Также ходили слухи о серьёзном онкологическом заболевании мозга. Ещё одна версия говорила о том, что болезнь началась в 2001 году, когда она упала с лестницы. Муж актрисы в одном из интервью рассказал: «О диагнозе опухоль мозга Надя узнала за полтора года до смерти. Выслушала его спокойно, продолжала жить, занималась цветами».

Надежда Румянцева скончалась в одной из московских клиник, во вторник 8 апреля 2008 года в 21:40 по Московскому времени, в возрасте 77 лет. Рядом с ней всю последнюю неделю находился её супруг Вилли Хштоян.
Актрису похоронили в субботу 12 апреля 2008 года на Армянском кладбище в Москве.