Конечно, напряжённая работа в почтенные годы не могла не сказаться на здоровье И.Д. Папанина. Всё чаще он хворал, попадал в больницу. Вспоминает академик Е.К. Фёдоров, который весной 1977 года отдыхал в подмосковном санатории:
Первая жена Папанина, Галина Кирилловна, умерла в 1973 году. Они прожили в гармоничном браке около 50 лет, вместе зимовали в бухте Тихой и на мысе Челюскина. Будучи женщиной спокойной и рассудительной, она удачно уравновешивала своего супруга, «приземляла» его в годы безудержной славы и почестей. Второй раз Папанин женился в 1982 году на редакторе своей книги «Лёд и пламень» Раисе Васильевне. Детей и наследников у него не было, квартира на Арбате – большая, а пожилому человеку требовался уход. Скончался он через четыре года, в возрасте 92 лет. Был похоронен на Новодевичьем кладбище, где уже покоились все его спутники по знаменитому дрейфу. Был он самым старшим из них, а ушёл из жизни последним.
Будучи человеком острого ума и наблюдательности, И.Д. Папанин написал две автобиографические книги, пользующиеся большой популярностью, и более двухсот статей. Первая из книг, «Жизнь на льдине», написана сразу после дрейфа на основе дневниковых материалов и выпущена в 1938 году. Последнее, седьмое издание вышло в 1977 году. Над второй книгой, «Лёд и пламень», Иван Дмитриевич работал все последние годы жизни, включив в неё богатые жизненные наблюдения. Первым изданием она вышла в 1977 году, через год отпечатали дополнительный тираж, третье издание осуществлено в 1984 году.
За свою долгую трудовую жизнь Папанин получил почти три десятка правительственных наград. Кроме двух Золотых звёзд Героя Советского Союза, он имел восемь орденов Ленина, шесть других отечественных орденов и 12 медалей. В 1980 году ему была вручена Большая золотая медаль Географического общества СССР.
Из статьи Е.К. Фёдорова, написанной для газет в ноябре 1937 года на дрейфующем льду: