Élete utolsó időszakában már nem volt önmaga Robin Williams: a feleségét is megrémítette a viselkedésével

Élete utolsó szakaszában Williams Lewy-testes demenciában szenvedett, ami az agyállomány jellegzetes elváltozása. Az idegsejtekben úgynevezett Lewy-testek képződnek, az agyban elsorvadnak és elpusztulnak az idegsejtek. A betegek szellemi tevékenységének hanyatlása gyakran rendkívül gyors és feltartóztathatatlan. A kór gyógyíthatatlan.

Williams elméje élete utolsó időszakában erősen hanyatlani kezdett. Egyre gyakrabban kínozta depresszió, de akut paranoia és megmagyarázhatatlannak tűnő személyiségváltozás is jellemezte. Özvegye, Susan Schneider 2020-ban felidézte, élete végén orvosai azt tanácsolták Williamsnek, hogy ne aludjon közös ágyban a feleségével. Így akarták elérni, hogy mérséklődjön a színész álmatlansága. Schneider szerint mindez nagyon megviselte Williamst, akit végül 2014. augusztus 11-én kergetett a halálba rettenetes betegsége.