Zum Athleten des Jahrzehnts ernannt
Obwohl er den Rest des Jahrzehnts weiterhin gelegentlich Turniere gewann, war das Masters 1964 Palmers letzter Sieg bei einem Großereignis. Trockenperioden wurden häufiger und dauerten länger. Manchmal schien es, als ob hisinvolvement im Geschäft lenkte ihn vom Golf. Mitte der 1960er Jahre verkaufte er mehrere seiner Geschäfte an die Radio Corporation of America (RCA), behielt aber eine aktive Rolle bei der Verwaltung. 1969 musste Palmer wegen einer Hüftverletzung von der PGA Championship zurücktreten, was viele Menschen glauben ließ, dass seine brillante Karriere zu Ende war. Nachdem er sich mehrere Monate frei genommen hatte, um sich zu erholen, kam er jedoch zurück, um die letzten beiden Veranstaltungen der Saison zu gewinnen. Nach einer weiteren langen Dürre, die den größten Teil der Saison 1970 dauerte — während der die Associated Press ihn zum Athleten des Jahrzehnts ernannte — gewann Palmer 1971 Bob Hope Desert Classic und drei weitere Turniere in diesem Jahr.Palmer gewann in den 1970er Jahren ein paar kleinere PGA-Titel, aber insgesamt war sein Spiel unberechenbar. Seine Armee hingegen blieb riesig und loyal. 1980 trat Palmer in die Senior PGA Tour ein und erlebte eine Wiederbelebung seiner Karriere. Er gewann das erste Seniorenturnier, an dem er jemals teilnahm, die PGA Seniors Championship 1980. Er eroberte auch die 1981 United States Golf Association (USGA) Senior Open, und nahm die PGA Senioren wieder im Jahr 1984. 1985 gewann Palmer die Senior Tournament Players Championship mit 11 Schlägen, der größten Siegspanne, die jemals bei diesem Event erzielt wurde. Sein letzter Sieg auf der Senior Tour war 1988 der Crestar Classic.
Palmer spielte auch in den 1990er Jahren regelmäßig, wenn auch uneinheitlich. 1994 hatte er seinen letzten Auftritt bei den U.S. Open in Oakmont, Pennsylvania, nur wenige Kilometer von seiner Heimatstadt entfernt. Als Palmer seine letzte Runde beendete, Die donnernden Ovationen seiner Armee brachten ihn zu Tränen. Eine ähnlich emotionale Szene begleitete seinen letzten Auftritt bei den British Open 1995. Mitspieler, die Palmer „den König“ nennen, erkennen, dass die großen Geldsummen, die sie bezahlt werden, um das Spiel zu spielen, das sie lieben, hauptsächlich wegen der Bemühungen und des Charismas von Arnold Palmer existieren. Wie der aktuelle Golfstar Nick Faldo während Palmers Abschiedsvorstellung bei den Briten sagte: „Wenn es 1960 keinen Arnold Palmer gegeben hätte … wäre es vielleicht ein kleiner Schuppen am Strand anstelle dieser heilsamen Umgebung gewesen. Man kann nicht sagen, was der Mann für das Spiel getan hat. Es ist alles.“
Palmer hat unzählige Auszeichnungen erhalten und praktisch jede nationale Auszeichnung im Golfsport erhalten. Nach seiner großartigen Saison 1960 gewann er sowohl die Trophäen Hickock Athlete of the Year als auch Sports Illustrated’s Sportsman of the Year. Er ist Gründungsmitglied der World Golf Hall of Fame, der American Golf Hall of Fame und der PGA Hall of Fame. Er ist Vorsitzender des USGA-Mitgliedsprogramms und war 20 Jahre lang Ehrenvorsitzender der March of Dimes Birth Defects Foundation. Er spielte eine wichtige Rolle bei der Spendenaktion, die das Arnold Palmer Hospital für Kinder und Frauen in Orlando ins Leben rief. Als langjähriges Mitglied des Board of Directors des Latrobe Area Hospital gründete er 1992 ein jährliches Fundraising-Golf-Event für die Institution.Arnold Palmer wurde im Januar 1997 wegen Prostatakrebs operiert.