Non si sposò mai. Morì nel 1648, si disse avvelenato da una medicina.
Nel 1857, durante una prima ricognizione delle salme dei Medici, così venne ritrovato il suo corpo:
«Ossa […] polverizzate […] le vesti che restano sono tagliate alla spagnola: il giubbetto è di velluto, forse di colore violetto trapunto ad oro: il cappello di feltro con piume [...][1]»
^Sommi Picenardi G., Esumazione e ricognizione delle Ceneri dei Principi Medicei fatta nell'anno 1857. Processo verbale e note, Archivio Storico Italiano Serie V, Tomo I-II, M. Cellini & c., Firenze 1888 in D. Lippi, Illacrimate Sepolture - Curiosità e ricerca scientifica nella storia della riesumazione dei Medici, Firenze, 2006 onlineArchiviato il 17 settembre 2016 in Internet Archive..
(EN) Documenti su Don Lorenzo de' Medici, su documents.medici.org. URL consultato il 1º aprile 2007 (archiviato dall'url originale il 30 gennaio 2007).