A revista Rolling Stone descreveu a canção como "o devaneio luxuoso de Lennon" e o crítico musical Richie Unterberger disse "'Lucy in the Sky With Diamonds' foi uma das melhores músicas do famoso álbum do Sgt. Pepper dos Beatles, e uma das canções clássicas da psicodelia como um todo. Há poucas outras canções que evocam com tanto sucesso um mundo de sonho, tanto nas texturas sônicas como nas palavras". Em uma crítica para a BBC, Chris Jones descreveu a canção como "surrealismo de rimas infantis" que contribuiu para o "tapete sônico revolucionário ... do Sgt. Pepper que envolveu os ouvidos e enviou o ouvinte girando para outros reinos".
Em entrevistas posteriores, Lennon expressou desapontamento com o arranjo dos Beatles para a gravação, reclamando que o tempo inadequado foi tomado para desenvolver completamente sua idéia inicial para a canção. Ele também disse que achava que não a cantava muito bem. "Eu estava tão nervoso que não conseguia cantar", disse ele ao jornalista Ray Connolly, "mas eu gosto da letra".
Um esqueleto fóssil completo de um exemplar de Australopithecus afarensis descoberto em 1974, com 3,2 milhões de anos de idade, foi chamado de "Lucy" porque a canção dos Beatles estava sendo tocada em voz alta e repetidamente em um gravador no campo.
A estrela anã branca BPM 37093, que contém um núcleo de carbono cristalizado de aproximadamente 4000 km de diâmetro, é informalmente chamada "Lucy" como uma homenagem à canção dos Beatles.
