Ο Δημήτρης Νικολαΐδης έπασχε από μια ασθένεια (έλλειψη ενός ενζύμου) που κληρονόμησε από τον πατέρα του. Aυτό ήταν και η αιτία του θανάτου του.

Είχε έλλειψη αντιθρυψίνης - η αντιθρυψίνη καθαρίζει το αίμα μας και χωρίς αυτό οι πνεύμονες δεν μπορούν να αναζωογονήσουν τον οργανισμό. Έτσι ταλαιπωρούνταν για χρόνια ακολουθώντας μάλιστα και ειδική αγωγή.

Ωστόσο, η θεραπεία του δεν τον σταμάτησε από το να συνεχίζει τις εμφανίσεις του τόσο στο θέατρο όσο και στον κινηματογράφο. 

"Τις Κυριακές πολλές φορές μετά την τελευταία παράσταση πηγαίναμε στο γιατρό και του έκανε ειδικές ενέσεις, ώστε να μπορεί να αναπνέει", είχε πει η σύζυγός του, Σούλη Σαμπάχ, σε συνέντευξή της.

Η υγεία του επιδεινώθηκε το καλοκαίρι του 1983. Η Σούλη Σαμπάχ μάλιστα σταμάτησε να παίζει στο θέατρο και στάθηκε δίπλα του ως την τελευταία στιγμή. Ο Νικολαΐδης πλέον δεν μπορούσε καν να βγει από το σπίτι. Για δέκα χρόνια η ασθένειά του τον αποδυνάμωνε σιγά σιγά.

Ο Δημήτρης Νικολαΐδης δεν έβγαινε πλέον από το σπίτι το οποίο έμοιαζε περισσότερο με δωμάτιο νοσοκομείου.

"Μου έμεινε στα χέρια. Τον πήρα, τον πήγα στο νοσοκομείο. Τον κρατούσαν με τα μηχανήματα", έχει πει η ίδια. Δέκα μέρες έμεινε στο νοσοκομείο διασωληνωμένος ώσπου το πρωινό της 21ης Ιανουαρίου 1993 αρνήθηκε να πάρει τα χάπια του. "Σήμερα πια δεν τα χρειάζομαι" είπε στη νοσοκόμα. Και τότε, τράβηξε τα καλώδια που τον κρατούσαν μηχανικά στη ζωή και πέθανε από ανακοπή καρδιάς…