相继对三弟李健熙告上公堂，提起巨额遗产诉讼。主张父亲李秉喆生前曾以他人名义信託部分财产，但李健熙在未通知其他继承人情况下，擅自将这部分遗产归己有。兄弟二人遗产之争一度升级爲三星集团和希杰集团的矛盾。李孟熙在一审、二审中连续败诉后放弃上诉三审，所以终局由李健熙胜诉，但三星争产案揭开了豪门争产的恩怨，成了媒体关注的焦点。2012年12月，李孟熙诊断出肺癌2期，到日本和中国等地接受了治疗，但最终2015年8月14日在中国北京最终与世长辞，此时他的头衔正式为“CJ名誉会长”。