Gia đình nhạc sĩ Hoàng Vân cho biết, vào năm 2015, nhạc sĩ bị bệnh viêm phổi và các bệnh tuổi già. Nằm điều trị cả tháng tại BV Việt Xô, Hà Nội, ông được điều trị tích cực với sự trợ giúp của máy thở. Con trai ông là nhạc trưởng nổi tiếng Lê Phi Phi cùng người thân đã luôn ở bên cạnh nhạc sĩ. Sau đó nhạc sĩ Hoàng Vân bình phục và sức khỏe ổn định cho tới lúc nhắm mắt vĩnh biệt cuộc đời.
Hoàng Vân sinh ngày 24/7/1930 tại Hà Nội. Ông sinh ra trong một gia đình Nho học, cha và ông nội đều là nhà nho. Gia đình ông sống ở phố Hàng Thùng. Hoàng Vân vẫn tự hào là ít có người sống trong phố cổ Hà nội từ lúc sinh ra đến năm hơn 80 tuổi.
Năm 16 tuổi, ông gia nhập Đội thiếu niên cứu quốc Mai Hắc Đế, là liên lạc viên tự vệ khu Đông Kinh Nghĩa Thục (Liên khu I), Hà Nội, rồi làm phụ trách Thiếu sinh quân Trung đoàn 165, Sư đoàn 312. Sau đó ông tham gia Đội Tuyên truyền võ trang Lao Hà, làm báo chí và công tác địch vận của trung đoàn, sư đoàn, và sau đó phụ trách văn nghệ ở Sư đoàn 312.
Sau 1954, hòa bình lập lại, ông được gửi đi tu nghiệp tại Nhạc viện Bắc Kinh, Trung Quốc. Về nước, ông chỉ huy dàn nhạc đoàn ca nhạc Đài Tiếng nói Việt Nam kiêm chỉ đạo nghệ thuật, đồng thời tham gia giảng dạy môn sáng tác và phối khí tại Nhạc viện Hà Nội cho đến năm 1989. Từ năm 1963 đến năm 1989, ông là uỷ viên Ban Chấp hành Hội nhạc sĩ Việt Nam, là Trưởng ban sáng tác thanh nhạc và công tác tại Hội cho đến năm 1996. Năm 1975, ông đi thực tập một thời gian tại Nhạc viện Sofia, Bulgaria.
Hoàng Vân là một nhạc sĩ có nhiều ca khúc cách mạng nổi tiếng như: "Hò kéo pháo", "Tôi là người thợ lò", "Hà Nội - Huế - Sài Gòn", "Quảng Bình quê ta ơi", "Nổi trống lên rừng núi ơi", "Không cho chúng nó thoát", "Bài ca giao thông vận tải", "Chào anh giải phóng quân - Chào mùa xuân đại thắng", "Hai chị em", "Tiếng cồng giải phóng - Tiếng cồng chiến thắng" (bút danh Y - Na), "Trên đường tiếp vận" (bút danh Y - Na), "Người chiến sĩ ấy" , "Guồng nước quay",... Ông còn một số sáng tác phổ thơ như: "Hát ru" (thơ Tố Hữu), "Những cánh buồm" (thơ Hoàng Trung Thông), "Nhớ" (thơ Nguyễn Đình Thi ), "Bài ca người thủy thủ" (thơ Mai Nam),... Sau năm 1975, ông có các sáng tác như: "Bài ca xây dựng", "Tình yêu của đất và nước", "Hát về cây lúa hôm nay", "Bài ca tình bạn", "Tình ca Tây Nguyên",... Ngoài ra ông còn viết các ca khúc thiếu nhi như: "Ca ngợi Tổ quốc", "Mùa hoa phượng nở", "Em yêu trường em", "Mùa hè" (rút từ tổ khúc "Bốn mùa"), "Con chim vành khuyên", "Bảy sắc cầu vồng", "Đường lên đỉnh Olympia",
Nhiều bài hát của ông đã trở thành "ngành ca" - bài hát truyền thống của ngành. Ví dụ như "Bài ca xây dựng", "Bài ca người giáo viên nhân dân", "Hát về cây lúa hôm nay", "Tôi là người thợ lò", "Bài ca giao thông vận tải", "Bài ca người thủy thủ"...
Nhạc sĩ Hoàng Vân sống ở Hà Nội. Ngoài ra ông còn có sở thích viết thư pháp, chơi đồ cổ và đọc sách. Hai người con của ông, nhạc trưởng Lê Phi Phi và Tiến sĩ, nhà nghiên cứu âm nhạc Lê Ý Linh, đều thành danh tại nước ngoài.