И как будто бы всех бед мало было, именно в это время она влюбилась в третий раз в химика ядерщика Владимира Баранова. Владимир был женат и у него даже были дети. Они встречались в отелях, проводили вместе пару дней и снова расходились- оба были не свободны.
Но вскоре у Владимира обнаружили рак, и мужчина скончался через несколько месяцев после постановления диагноза. Валентина на похороны не пришла, чтобы не оскорбить супругу Баранова. И никто в это время не знал, что Толкунова сама болеет той же болезнью. Операция и полное удаление молочных желёз не дали результата и рак распространился на мозг.
Валентина могла себе позволить улететь в Америку и там продолжить лечение. Но она решила потратить эти деньги на мужа и сына: купила сыну дом в Болгарии, а муж продолжил лечение в дорогостоящих клиниках. Скончалась Толкунова в 2010 году. Спустя всего лишь полтора месяца скончался и Попоров. 12 июля Валентине Толкуновой исполнилось бы 77 лет.
