Allerede to år etter hun ble valgt til leder fikk hun diagnosen kreft i 1987. Hun ble frisk igjen, men fikk en uhelbredelig diagnose fire år senere. Hun døde i 1994 bare 51 år gammel. I ett av minneordene heter det «Liv S. Nilsson ga lavtlønnede kvinner et ansikt, og satte seg i respekt i en mannsdominert fag og arbeiderbevegelse».