因欲营救父亲遭国军开枪射击头部身亡；行刑时，潘极度痛苦而喊叫至下颚脱臼，并在三子潘英三安抚下闭上双眼，军方不许家属立即取回遗体，予以曝尸示众多日。潘木枝的七子潘信行描述父亲尸体运回家里时，状况极混乱，哭的、骂的都有，悲痛的乡亲不断到家里上香；前中华民国副总统萧万长过去受访时也表示，年幼的他在车站亲眼看着人人敬爱的潘医师被枪决溅血，现场一片肃杀气氛，母亲叫他替潘医师上香。
与妻诀别书.潘木枝的遗书（以铅笔书写于一张「香蕉」菸包装纸反面），全文照录如下：
证言