多年工作積勞成疾，加之夫人去世的沉重打擊，盛彤笙身心更為憔悴，健康狀況不斷惡化。之前是嚴重的尿崩症，1985年5月因腹瀉便血，赴南京鼓樓醫院門診，被確診為直腸腺癌，住進了醫院。這家醫院診療設備齊全，醫療條件很好。醫生經單位介紹，得知他是雙博士、學部委員、享受副省級待遇，又熟悉醫學，自然不能像對待一般患者那樣隱瞞病情，而是開誠布公與他商量。他坦然麵對病情，與主治醫生共同探討治療辦法，醫院也很尊重他的意見，有時甚至是直接采納他本人的診療方案。他對戰勝疾病的自信和樂觀精神更是讓醫護人員敬佩不已。是年6月，醫院為他作了第一次直腸癌切除手術後，他還戲作《新好了歌》一首：
（一）腸直易生癌，空惹得多少無端煩惱。且將腹壁從中剖開，亮出肝膽，讓醫生將那段愁腸割了。從此上，免去閑愁，無憂少慮，幾好幾好！
（二）從來鹹陽誇古道，而今已過時了：下有高速公路，上有超音飛機，連哪四通八達的鐵路網，有的國家也正在拆除掉。還是將你那古道連同直腸，一起裝進塑料袋裏，扔進垃圾箱中，過幾天清淨日子，算了算了！
看過古典名著《紅樓夢》的人都知道，書中有一首《好了歌》：
世人都曉神仙好，唯有功名忘不了！古今將相在何方？荒塚一堆草沒了！
世人都曉神仙好，唯有金銀忘不了！終朝隻恨聚無多，及到多時眼閉了！
世人都曉神仙好，唯有嬌妻忘不了！君生日日說恩情，君死又隨人去了！
世人都曉神仙好，唯有兒孫忘不了！癡心父母古來多，孝順兒孫誰見了？
在這首歌詞的每段中，前一句末有“好”，後一句末有“了”，故稱“好了歌”，以表達世上萬般，好便是了，了便是好之意。盛彤笙反其意而用之，將癌變的直腸喻之為“愁腸”、“古道”，於今一割了之，“幾好幾好”、“算了算了”，故稱《新好了歌》。“幾好”，南方湘、贛一帶方言，即“很好”之意。但不幸的是，由於癌細胞擴散，一年多後又進行了第二次手術，終致不治。
盛彤笙的病情，牽動著領導、業界和無數學子的心。國內外的學者和畜牧獸醫界同道紛紛來電、來信慰問。甘肅省委特地派出一個慰問組，專程來到南京看望他。早年分配到新疆的楊爾濟、龔成潤、張文、井通海、魏傑、劉麟書等25名學生，得知恩師住院後，通過書信串聯簽名致電慰問：
尊敬的盛彤笙老師：您好！
戰鬥在新疆各條戰線上的您的學生向您致敬，祝願盛老師身體健康！
謹以七律一首表達我們對您的懷念與崇敬。
園丁辛勤育棟材，高風亮節德長懷。
而今已結豐收果，又費心血籌未來。
一九八六年三月九日
電文不長，文字簡樸，這卻是25顆滾燙的心所表達的崇敬。即使天高地遠，歲月不居，但母校難忘，師恩永存！
盛彤笙當年的得意弟子、著名禽病學專家朱曉屏博士和藥理學家李振鈞博士，得知恩師患腸癌住院手術，帶上當時最好的抗癌藥，遠涉重洋，分別從英國和美國飛來南京探視；許綬泰、袁昌國、劉瑞三等老同事也從上海來寧探望。來者無不心情沉重，眼見尊敬的老師罹此重病，麵容憔悴，難以抑製悲痛，與他久久擁抱，哽咽語塞，淚流滿麵。他與他們握手告別時，還鼓勵大家發揮餘熱，為發展我國畜牧獸醫事業做出奉獻！
當地黨政領導對盛彤笙的病情也十分關心。住院期間，江蘇省委副書記孫頷數度前往探視慰問，每次都詳細了解病情，鼓勵他積極治療，安心養病，戰勝病魔，並一再囑咐醫院領導和醫生，用最好的醫療藥械，爭取盛先生的
病情好轉和康複。盛彤笙在自知難以戰勝病魔時，曾向孫頷對身後之事作了一番表態，特別提到其親屬不應享受省級待遇的住房，請組織按規定另行安排等。孫頷談及盛先生的為人、作風和治學精神時，仍十分由衷地讚揚。
由於醫學水平的限製，盛彤笙在與病魔搏鬥了兩年多之後，背負著中華民族精神、民族苦難，走完了艱難曲折的一生，於1987年5月9日與世長辭。
哲人其萎，一代英才長訣別；星沉北鬥，學子痛悼失經師。
新華社以“著名獸醫學家盛彤笙在南京逝世”為題發專電報道：
“全國政協委員、著名獸醫學家盛彤笙1987年5月9日在南京逝世，終年76歲。
盛彤笙同誌是江西省永新縣人，1932年畢業於中央大學，1934年赴德留學，先後獲柏林大學醫學博士和獸醫學博士學位。解放後，他曾任西北獸醫學院院長、中國科學院西北分院籌備委員會副主任、中國農業科學院學術委員會副主任、中國科學院學部委員、中國畜牧獸醫學會名譽理事長等職。盛彤笙是第一屆全國人大代表，他還是第三、四、五、六屆全國政協委員。”
甘肅省委在獲悉盛彤笙逝世的消息後，於1987年5月19日致電悼念：
“盛彤笙同誌是我國著名獸醫學家、獸醫教育家，早年奔赴大西北，為發展我國畜牧獸醫事業，培養科技人才，作出了重大貢獻。在我省工作期間，他嘔心瀝血，刻苦勤奮工作，卓有成效，對此，甘肅人民是永遠不會忘記的。”
盛彤笙生前擔任過許多重要職務，但新華社電訊以“著名獸醫學家”的“頭銜”予以報道，也許更符合他本人的意願。這一名稱，即概括了他一生的行跡，也反映了他對祖國畜牧獸醫事業六十年的追求。他本人也多次表述：辭去一切行政職務，包括“中科院學部委員”的頭銜，專心搞自己的研究。他不迷戀官場，也不看重名利，更不隨聲附和，看別人的眼色行事。早在1947年1月國民政府教育部長朱家驊正式任命他為國立獸醫學院院長時，他就以“年事太輕，經驗太少，無力負擔，加之自幼體弱，不克任此繁劇之事”為由，懇請辭去院長一職，推薦中央大學畜牧獸醫係主任陳之長或農業部畜牧實驗所所長程紹迥充任，本人願在學院“任一教授或係主任，專心教學研究”。這裏沒有矯揉造作，全然發自內心本意。朱家驊自然“懇切慰留並請速赴蘭視事”。1958年“反右“蒙冤，撤銷一切職務，他沒有消沉落寂，也沒有怨天尤人，反而覺得“無官一身輕”，可以重操舊業，從事研究工作。隻可惜以後又是沒完沒了的運動、無休無止的批判和檢查，使他無法開展任何工作。等到政治環境、學術環境好了，自己身體又每況愈下，進入風燭殘年。以至於他這樣喟歎：“我這一生，是在鋼筋水泥的基礎上建造了一座茅草屋。”
或許他是過於自謙，或許他是於心不甘，或許他又不無苦澀，聽了的人無不為之扼腕歎息。是啊！這是一個給點陽光就燦爛的“槃槃大才”，22年的批鬥和冷板凳，正是他從46歲到66歲的盛年，也是一個科學家出成果的最佳時段，本應能為國家、為民族作出更多貢獻。畢竟，作為一個學者，他帶給國家的知識成就和思想創新，帶給後輩的人文熏陶和道德追求，這是無法用職務來衡量的。連他的嶽父鄒鍾琳老先生在得知他身患不治之症後，也連連搖頭：“可惜！可惜！”
盛彤笙生前酷愛音樂，工作之餘，特別喜歡欣賞歐洲西洋古典樂曲，晚年尤甚。有時同好來訪，他們在半天之中可以沒有多少言談話語，隻是默默地聆聽欣賞帕格尼尼、莫紮特、貝多芬這些名家的經典樂曲。1986年，他托在德國留學的陸承平購買了莫紮特的《安魂曲》磁帶，聽後極為滿意，當陸承平問到“我怎麼聽不出什麼名堂”時，盛彤笙說，這恐怕主要是我們年齡相差一倍，人生的遭遇和經曆不同的緣故。我垂垂老矣，一輩子嚐盡的辛酸和苦難，非像你這樣英俊壯年所能理解的，在我快將入土之前，正需要這樣一曲《安魂曲》，來安撫安撫我靈魂深處的創痛和悲傷啊！以至於後來他在病重中交代，身後不搞追悼會，不搞遺體告別，不放哀樂，隻播放莫紮特的“安魂曲”。江蘇省農科院尊重他的遺願，在院內學術大樓前舉行了追思會，會場陳列了他的生前著作、遺物、遺像，院內外60多名同行專家出席，會場上播放了“安魂曲”。這是一部陣容龐大的男女聲合唱曲，節奏平緩卻氣勢非凡，滿含對生靈萬物的悲憫之情，仿佛在安慰亡者：“你當無怨無悔而去，因你已盡所能。”聯想到逝者艱難曲折而不懈奮鬥的一生，聞者莫不動容。