25 ноября 2009 года Анна была госпитализирована в Военно-медицинскую академию с жалобами на боли в желудке, 26 ноября 2009 года[15] врачи диагностировали рак желудка в последней, терминальной (IV) стадии. Предположительно причиной заболевания стали многолетние сомнительные диеты[16], в том числе по системе Аткинса[17], которые сильно подорвали здоровье актрисы, а также так называемые «уколы красоты» — инъекции стволовых клеток. Такое скоротечное развитие болезни могли вызвать также и жизненные неурядицы, сильные стрессы (незадолго до своей смерти Анна Самохина потеряла свекровь). Кроме того, Самохина очень много курила. Переживаний актрисе в последнее время добавила и потеря почти всех денег, вложенных в строительство нового таунхауса под Санкт-Петербургом.