Theo những gì mà người thân của Thạch Lam kể lại, mặc dù cao tới 1m70, vượt trội hơn khá nhiều chiều cao trung bình của người Việt thời đó, nhưng sức khỏe của Thạch Lam lại rất không tương xứng với chiều cao của ông. Có thể nói, ông thuộc dạng thể chất yếu. Vì thế mà ông rất năng chơi thể thao (ông chơi tennis vào loại khá) và có thời kỳ, ông cùng người anh rể tương lai tên gọi Nguyễn Kim Hoàn đi học võ nghệ.

Một tuổi thơ nhọc nhằn cộng với cuộc sống lao lực vì miếng cơm manh áo đã làm Thạch Lam sớm mắc căn bệnh lao phổi, một căn bệnh nan y thời bấy giờ. Ông mất tại "nhà cây liễu" vào ngày 27 tháng 6 năm 1942[7], lúc mới 32 tuổi, khi đang còn trong độ tuổi rực rỡ trên văn đàn.

Ông ra đi để lại người vợ trẻ cùng với ba đứa con thơ trong cảnh nghèo. Gia đình đã an táng ông nơi nghĩa trang Hợp Thiện, nay thuộc quận Hai Bà Trưng, Thành phố Hà Nội.

Thạch Lam có ba người con, hai trai một gái là bà Nguyễn Tường Nhung, ông Nguyễn Tường Đằng, và trước vài ngày khi Thạch Lam mất, vợ ông sinh thêm con trai mà sau này là nhà văn Nguyễn Tường Giang. Nguyễn Tường Giang tốt nghiệp Trường Đại học Y khoa Sài Gòn năm 1968. Ra trường, ông làm việc tại các bệnh viện Từ Dũ, Hùng Vương. Sau biến cố tháng 4/1975, ông qua Mỹ hành nghề tư, tham gia giảng dạy chuyên môn (sản phụ khoa) tại Southside Hospital, Bay Shore, New York rồi tại Virginia Hospital Center, tại Arlington, Virginia, và về hưu năm 2010.[8]Con rể của ông là Trung tướng Quân lực Việt Nam Cộng hòa Ngô Quang Trưởng.

Theo nhà văn Băng Sơn thì sau khi Thạch Lam mất, vợ và các con ông có về sống ở Cẩm Giàng với bà Phán Nhu một thời gian rồi di cư vào Nam.[9]

Thạch Lam còn viết các tác phẩm vô cùng xuất sắc. Một trong các tác phẩm ấy là " Hai đứa trẻ" đã được in vào SGK ngữ văn 11 đem đến cho nhiều kiến thức cho học sinh.