নিউমোনিয়ায় আক্রান্ত হয়ে মঙ্গলবার সন্ধ্যায় কলকাতার একটি নার্সিং হোমে তিনি মৃত্যুবরণ করেন। তার বয়স হয়েছিল ৯৮ বছর।
১৯১৭ সালে জন্ম নেওয়া বিজয়া ১৯৪৮ সালে সত্যজিত রায়ের সঙ্গে বিবাহ বন্ধনে আবদ্ধ হন। রবীন্দ্র সঙ্গীত শিল্পী বিজয়া কয়েকটি চলচ্চিত্রে অভিনয়ও করেছেন। স্বামীর সঙ্গে কাটানো দিনগুলো নিয়ে ‘আমাদের কথা’ নামে একটি আত্মজীবনী লিখেছেন তিনি।
১৯৯২ সালের ২৩ এপ্রিল সত্যজিত রায়ের মৃত্যুর আগ পর্যন্ত চলচ্চিত্র নির্মাতা স্বামীকে অনুপ্রেরণা দিয়ে গেছেন বিজয়া। ‘পথের পাঁচালী’ করার সময় সত্যজিত টাকার অভাবে পড়লে নিজের সব গহনা বন্ধক রেখে স্বামীকে অর্থের যোগান দেন তিনি।
‘শেষ রক্ষা’ (১৯৪৪) সিনেমায় অভিনয় ছাড়াও একটি গানে কণ্ঠ দিয়েছেন বিজয়া রায়।
পশ্চিমবঙ্গের মুখ্যমন্ত্রী মমতা বন্দ্যোপাধ্যায় তার মৃত্যুতে শোক প্রকাশ করেছেন।
সত্যজিত-বিজয়ার ছেলে সন্দ্বীপ রায়ও চলচ্চিত্র নির্মাণ করছেন।