Le magazine Rolling Stone a décrit la chanson comme "la somptueuse rêverie de Lennon" et le critique musical Richie Unterberger a déclaré que "Lucy in the Sky With Diamonds" était l'une des meilleures chansons du célèbre album Sgt. Pepper des Beatles, et l'une des chansons classiques de la psychédélie dans son ensemble. Il y a peu d'autres chansons qui évoquent avec autant de succès un monde de rêve, tant dans les textures sonores que dans les paroles". Dans une critique pour la BBC, Chris Jones a décrit la chanson comme un "surréalisme de comptine" qui a contribué au "tapis sonore révolutionnaire ... qui a enveloppé les oreilles et a fait tourner l'auditeur dans d'autres mondes" du sergent Pepper.
Lors d'interviews ultérieures, Lennon a exprimé sa déception quant à l'arrangement de l'enregistrement par les Beatles, se plaignant que le temps pris pour développer pleinement son idée initiale pour la chanson était insuffisant. Il a également déclaré qu'il ne pensait pas l'avoir très bien chantée. "J'étais si nerveux que je ne pouvais pas chanter", a-t-il dit au journaliste Ray Connolly, "mais j'aime les paroles".
Un squelette fossile complet de 3,2 millions d'années (40%) d'un spécimen d'Australopithecus afarensis découvert en 1974 a été nommé "Lucy" parce que la chanson des Beatles était diffusée à haute voix et de façon répétée sur un magnétophone dans le camp.
L'étoile naine blanche BPM 37093, qui contient un noyau de carbone cristallisé d'environ 4000 km de diamètre, est officieusement nommée "Lucy" en hommage à la chanson des Beatles.
