從2003年開始，李婷在拍戲時，總是覺得不舒服，一開始她以為是太勞累了，歇歇就好了，但這種不舒服的感覺一直持續。
她最後放心不下，決定還是去醫院檢查一下，檢驗結果是：乳腺癌中晚期。
當時李婷才35歲，她得知這個消息，恍如晴天霹靂一般，緩過來的她忍不住放聲大哭，但哭過之後，她開始思考：到底應該怎麼辦呢？
李婷深愛著丈夫和家人，她知道如果告訴丈夫和家人，大家都會很傷心，她不想看到大家這麼痛苦，於是選擇了自己默默承受。
她瞞著家人，獨自去醫院接受治療，同時還要繼續拍戲、照顧家人，她表面上裝得像個沒事人，實際上每天都在忍受著病痛的折磨。
這樣熬了1年多，李婷光是治療病情已經耗盡心血，沒辦法再照顧家人，再加上此時張子健已經憑藉《神探狄仁傑》中的「李元芳」一角，事業如日中天，李婷覺得自己這樣下去，只會拖累張子健。
於是她決定，要和張子健離婚。
當時她提出這個要求時，張子健非常震驚，根本接受不了，他覺得兩個人有問題就解決，沒必要離婚。
李婷就找了個借口，說張子健現在火了，和自己距離遠了，感情淡了，張子健立馬道歉，說自己以後一定多陪陪李婷，還拿起電話就要打電話給導演，辭演《神探狄仁傑》第二部。
看到丈夫如此深情，李婷又感動又無奈，她硬起心腸，衝進廚房拿起一把菜刀，架在自己脖子上，說如果張子健不離婚，她就立馬自殺。
看到這樣的情景，張子健只好答應李婷的要求，兩個人就這樣離婚了。
即便如此，張子健還是不明白李婷為什麼這麼做，他覺得背後肯定有原因，所以即便離婚了，他也經常和李婷聯繫，對她噓寒問暖。
但每次打電話，李婷還是對他非常冷淡，張子健慢慢也想通了：「沒準她就是不再喜歡我了。」
雖然已經這樣了，但張子健對李婷還是很有感情，他把所有財產留給了李婷，女兒由他來撫養，他每年還會給李婷幾十萬生活費。
經受這樣的打擊，張子健曾想過乾脆一輩子單身，直到3年後，他才慢慢走出來，認識了一位叫方芸的女子。
兩個人相處非常融洽，慢慢產生了感情，張子健的女兒也很喜歡方芸，最後張子健和方芸結婚了。
多年以後，李婷因癌症去世，有些人說是張子健拋棄了生病的妻子，沒有情義。
但事實並不是如此，張子健也百口莫辯。
而在離婚之後，李婷就開始獨自抗癌，她沒有把自己的病情告訴任何人，一個人面對所有的痛苦。
即便李婷飽受病痛的折磨，但她依然在這幾年裡，接連出演了《交通警察》《別和陌生人跳舞》《野狼》等電視劇。
哪怕得了癌症，她依然熱愛自己的表演事業，她不希望自己最後是以一個弱者的姿態離開的。
除此之外，李婷還狠下心來，不再和女兒聯繫，這樣母女間聯繫就少了，感情也可能淡了，在自己去世后，女兒不至於太傷心，能儘快從悲痛中走出來。
於是，她乾脆先切斷和女兒的聯繫，再讓張子健把女兒送到國外留學，自己平時也不和女兒交流，這樣先讓女兒堅強起來。
女兒非常痛苦，一次次給李婷打電話，想要和媽媽聊聊天，李婷看著女兒的號碼，心如刀絞，最後還是狠心掛斷了。
2012年8月13日，李婷因為乳腺癌去世，享年44歲。
