La rivista Rolling Stone ha descritto la canzone come "il sontuoso sogno ad occhi aperti di Lennon" e il critico musicale Richie Unterberger ha detto "'Lucy in the Sky With Diamonds' era una delle migliori canzoni del famoso album Sgt. Pepper dei Beatles, e una delle canzoni classiche della psichedelia nel suo complesso. Ci sono poche altre canzoni che evocano così bene un mondo di sogno, sia nelle trame sonore che nelle parole". In una recensione per la BBC, Chris Jones descrisse la canzone come "surrealismo da filastrocca" che contribuì al "rivoluzionario ... tappeto sonoro di Sgt. Pepper che avvolgeva le orecchie e mandava l'ascoltatore a girare in altri regni".
In interviste successive, Lennon espresse il suo disappunto per l'arrangiamento della registrazione da parte dei Beatles, lamentando il fatto che non fu preso tempo sufficiente per sviluppare completamente la sua idea iniziale della canzone. Disse anche che non pensava di averla cantata molto bene. "Ero così nervoso che non riuscivo a cantare", disse al giornalista Ray Connolly, "ma il testo mi piace".
Uno scheletro fossile completo al 40% di un esemplare di Australopithecus afarensis di 3,2 milioni di anni fa, scoperto nel 1974, è stato chiamato "Lucy" perché la canzone dei Beatles veniva suonata a tutto volume e ripetutamente su un registratore nel campo.
La stella nana bianca BPM 37093, che contiene un nucleo di carbonio cristallizzato di circa 4000 km di diametro, è informalmente chiamata "Lucy" in omaggio alla canzone dei Beatles.
