Towell, 25 år, slogs ner två gånger under matchen i Glasgow på torsdag och dog på sjukhus på fredag kväll.
Hans partner Chloe Ross avslöjade att han hade haft migrän i veckor men hade avfärdat det som stress före match.
Towell deltog i en welterweight titel eliminator mot walesiska fighter Dale Evans
Många hyllningar har gjorts till den unge kämpen från Dundee - känd som "Iron Mike" - som bara är den tredje professionella boxaren att dö i Storbritannien från uppenbarligen kamprelaterade skador i 21 år.
Han gick bort med sin familj vid sin säng på Glasgows Queen Elizabeth University Hospital.
I ett Facebook-inlägg sa hans partner Ms Ross att han hade drabbats av hjärnskador men "försökte ända till slutet", överleva i 12 timmar efter att livsuppehållande var avstängd.
"Jag är helt förtvivlad över att säga att min irriterande bästa vän gick bort i kväll klockan 11.02 väldigt fridfullt", skrev hon.
"Michael hade svåra blödningar och svullnad i hjärnan.
"Han hade klagat på huvudvärk de senaste veckorna men vi lade ner det på migrän med stressen i hans kamp.
"Det har varit de längsta 24 timmarna i våra liv. Mitt barn har förlorat sin pappa. Men han kommer att vara så stolt över sin pappa i vad han åstadkommit."
Ms Ross tillade: " När han väl hade tagit av sig sitt livsuppehållande stöd, klarade han 12 timmar, 12 hela rundor av sitt livsuppehållande, kämpade han ända till slutet och han har gjort oss alla så stolta.... Han lämnade det han är bäst på. Det finns bara en."
St Andrews Sporting Club-match ägde rum på Glasgows Radisson Blu Hotel på torsdag kväll.
Towell slogs ner i första ronden innan han återhämtade sig för att fortsätta matchen.
Domare Victor Loughlin stoppade matchen i femte ronden kort efter att Towell slogs ner av Carmarthen fighter Evans för en andra gång.
Han fick behandling i ringen och fick syre innan han fördes till en ambulans på en bår.
En talesman för St Andrews Sporting Club sade senare att Towells ledningsgrupp inte var medveten om några huvudvärksproblem som ledde fram till kampen.
Spencer Oliver, före detta europeisk Super Bantamweight mästare som placerades i koma efter att ha skadats i en kamp 1998, sade Towell skulle inte ha tillåtits att slåss om det hade funnits tvivel om hans hälsa.
Han sade: " Han måste ha genomgått alla sina medicinska tester. Han var i en brittisk titel eliminator så alla hans hjärnskanningar skulle ha varit uppdaterade och allt skulle ha varit på plats med Mike gå in i den tävlingen. "
Men boxningspromotorn Frank Warren uttryckte oro över rapporterna om att Towell hade haft huvudvärk.
Han sade: " Om det är sant, skulle han uppenbarligen inte ha kämpat.  Och jag är säker på att läkaren, som undersöker boxarna och medicinerna, om de hade vetat det, skulle de inte ha tillåtit honom att boxas.
"Så när British Boxing Board of Control har avslutat sin utredning i frågan, kommer de att kunna ge ytterligare kommentarer om detta."
Kartläggning av tragedier
Towells familj fick sällskap av Tommy Gilmour under hans sista timmar.
Gilmour sade: "Han var Iron Mike till slutet, han fortsatte att kämpa till den sista, och vi har förlorat en spännande boxare men, ännu viktigare, en mycket speciell man.
"Jag är förkrossad och alla mina tankar är med Mikes mamma Tracey, hans partner Chloe och deras lilla son Rocco."
Många välkända figurer inom boxning hyllade Towell.
Professionell boxare vände promotor Ricky Hatton sätta upp en JustGiving sida för att höja 20000 pund för att stödja Towells familj.
Tränaren Shane McGuigan sade på Twitter: "Hjärtiga nyheter om att Mike Towell har förlorat sitt liv. Må han vila i frid, tankar gå ut till sina nära och kära. #RIP"
Arrangören Eddie Hearn twittrade: "Absolut förkrossad av Mike Towells bortgång - alla våra tankar med hans vänner och familj vid den här tiden."
Boxaren hade varit obesegrad på väg in i torsdagens match, med 11 tidigare segrar och en dragning på hans professionella rekord.
Veteran Labour MP Paul Flynn beskrev Mike Towells död som "en fruktansvärd tragedi" och förnyade hans uppmaning till slag mot huvudet för att förbjudas inom idrotten.
Skuggskåpsmedlemmen krävde två gånger att regeln skulle ändras genom privata medlemmars räkningar 1998 och 2005 men misslyckades vid båda tillfällena.
Flynn sade: " Jag tror att det är sådana tragedier som väcker samvetet hos idrottsfolket, och jag anser att människor bör vara medvetna om farorna.
"Vi bör ändra reglerna i många sporter och inse att huvudet är en mycket känslig del av kroppen och att skydda den, och minimera antalet slag hjärnan lider."
Ledningen bakom den skotske boxaren Mike Towell, som dog efter ett slagsmål, har sagt att de var omedvetna om att han hade klagat på huvudvärk.