Rolling Stone magazine beschreef het nummer als "Lennons uitbundige dagdroom" en muziekcriticus Richie Unterberger zei "'Lucy in the Sky With Diamonds' was een van de beste nummers op het beroemde Sgt. Pepper-album van de Beatles, en een van de klassieke nummers van psychedelia in zijn geheel. Er zijn weinig andere nummers die zo succesvol een droomwereld oproepen, zowel in de sonische texturen als in de woorden." In een recensie voor de BBC beschreef Chris Jones het nummer als "kinderrijmsurrealisme" dat bijdroeg aan Sgt. Pepper's "revolutionaire ... sonische tapijt dat de oren omhulde en de luisteraar in andere sferen deed rondtollen."
In latere interviews uitte Lennon zijn teleurstelling over het arrangement van de opname door de Beatles en klaagde hij dat er onvoldoende tijd was genomen om zijn oorspronkelijke idee voor het nummer volledig uit te werken. Hij zei ook dat hij vond dat hij het niet erg goed zong. "Ik was zo nerveus dat ik niet kon zingen," vertelde hij de journalist Ray Connolly, "maar ik hou van de tekst."
Een 3,2 miljoen jaar oud, 40% compleet fossiel skelet van een Australopithecus afarensis exemplaar dat in 1974 werd ontdekt, kreeg de naam "Lucy" omdat het liedje van de Beatles luid en herhaaldelijk werd afgespeeld op een bandrecorder in het kamp.
De witte dwergster BPM 37093, die een kern van gekristalliseerde koolstof bevat met een diameter van ongeveer 4000 km, wordt informeel "Lucy" genoemd als een eerbetoon aan het liedje van de Beatles.
