Luiz Melodia morreu nesta madrugada no Rio de Janeiro, aos 66 anos, devido a complicações de um câncer de medula óssea. A informação foi confirmada por Renato Piau, guitarrista que tocou com Luiz Melodia, em entrevista a Mauro Ferreira, colunista do G1.
O músico chegou a fazer um transplante de medula óssea e resistiu ao procedimento, mas não respondia bem à quimioterapia. O câncer voltou e seu estado de saúde piorou.
O útimo show de Luiz Melodia no Recife foi em 2015, no festival Rec-Beat, durante o Carnaval. O músico carioca apresentou as músicas de seu álbum mais recente, Zerima. Mas ele não deixou de entoar os seus clássicos dos anos 1970, como Pérola Negra e Estácio, Eu e Você, que, misturando o samba e a soul music norte-americana, tornaram-se clássicos da música brasileira.