Спустя какое-то время Перфилов снова лег в больницу. Врачи обнаружили у него рак желудка, но диагноз оказался неправильным – у актера была всего лишь язва, опять же вызванная его работой (в экспедициях он часто питался всухомятку). Здесь от операции актеру отвертеться не удалось, хотя лучше бы он настоял на своем. В результате врачи занесли ему инфекцию. Спустя месяц после операции Перфилов снова обратился к врачам, и те опять стали глушить болезнь антибиотиками. Врачи откровенно говорили жене Перфилова: «Вашему мужу остался год. Эта палочка – как внутренняя гангрена, пока все не съест, не успокится».

Вспоминает В. Перфилова: «Легкие постепенно отказывали, боли были ужасные, спать он не мог, и мы, обнявшись, часами сидели на кровати и качались из стороны в сторону, чтобы хоть как-то успокоить эту боль. Однажды Лева говорит: «Верунь, когда меня не станет, ты не оставайся одна. У тебя такой дар любить, его же надо кому-то отдать». Я тогда ужасно рассердилась: «Ты понимаешь, что ты говоришь?» А он так спокойно: «Я понимаю, я уже все понимаю».

Поскольку ложиться в больницу Перфилов категорически отказывался (после случая с инфекцией он окончательно перестал верить врачам), жене приходилось выхаживать его дома. Уколы он разрешал делать только ей, а если ее рядом не было, никого к себе не подпускал. Однако болезнь уже была запущена настолько, что вылечить ее в домашних условиях не было никакой возможности. Вскоре Перфилову стало совсем плохо. Его надо было класть в единственный центр пульмонологии в Киеве, который мог если не спасти его, то хотя бы продлить жизнь, но его закрыли за неуплату электроэнергии. Пришлось ложиться в обычную больницу. Но и там цены были заоблачные. В день Перфилову надо было делать пять уколов, а каждый из них стоил 100 гривен. Жена повсюду занимала деньги. А однажды ей пришлось в лютый мороз ехать на другой конец города за лекарством. Раздобыв лекарство, она почти полчаса стояла на автобусной остановке, рискуя не довезти драгоценный груз (лекарство нельзя было охлаждать ниже ноля градусов, поэтому его приходилось греть на груди).

Перфилов лежал в больнице, а его коллеги по кино обивали пороги родного Министерства культуры с просьбами присвоить замечательному актеру звание народного артиста Украины. Чиновники, узнав о том, что дни актера сочтены, расщедрились: «Действительно, надо дать!» Стали собирать документы, но тут пришла скорбная весть…

О том, как умер Перфилов, вспоминает его жена: «Во время очередного «дежурства» в больнице Лева попросил меня купить ему мандарины. По дороге я решила зайти домой, взять кое-какие вещи. И только присела на кровать, как была – в шапке, в шубе, – упала и провалилась в сон. Вдруг меня как в спину кто-то толкнул, и в ушах Левин крик: «Вера!» Я вскочила, на дворе уже глубокая ночь. Я поняла, что Левы больше нет. Через час мне позвонили и сказали, что он скончался. Он умер достойно. Никого не мучил своими капризами, просьбами. Когда я его хоронила, было ощущение, что хороню своего ребенка…»

Трагедия произошла 19 августа 2001 года в Махачкале, во время матча 22-го тура чемпионата России «Анжи» – ЦСКА, а если точно, на 75—й минуте. На передачу к линии штрафной ЦСКА с мячом в одиночестве устремился нападающий хозяев Будун Будунов. Перхун бросился ему навстречу. Столкновение на скорости двух атлетов произошло за линией штрафной. Будунов получил травму ноги, а вот у Перхуна повреждение было куда более серьезным: бутса с острыми шипами пробила ему голову. Однако Сергей какое-то время после ухода с поля нормально разговаривал с врачами команды, отвечал на вопросы и ни на что не жаловался. Поэтому было принято решение транспортировать его на машине «Скорой помощи» в аэропорт для отправки в Москву. Но через пять минут Перхуну стало плохо, он потерял сознание и произошла остановка сердца. Врачи ЦСКА проявили высочайший профессионализм, и сердце вратаря вновь заработало. Перхуна немедленно доставили в центральную махачка-линскую больницу. Тамошние врачи констатировали у вратаря открытую черепно-мозговую травму, перелом задней стенки орбиты справа, диффузный отек головного мозга. В больнице у Сергея произошла повторная клиническая смерть, и снова врачи вытянули его с того света. В ночь с 19 на 20 августа Перхун был доставлен в столицу, в Институт нейрохирургии имени Н. Н. Бурденко. Там было проведено более углубленное исследование пострадавшего и поставлен диагноз – постгипоксическая энцефалопатия.