前往西郊机场指挥；李作鹏则转达周恩来指示，阻止飞机起飞（但事后李作鹏暗示周恩来无意阻止飞机起飞）。汽车经国道抵达山海关机场，随即林彪等人乘机，在机场熄灯，导航关闭，飞行员得不到位的情况下强行起飞。飞机先向大同方向飞行，后转向进入蒙古，随即因不明原因坠毁于蒙古温都尔汗，机上人员全部丧生。林彪死后被中国驻蒙大使馆草草土葬，后苏联情报人员察觉将其挖出，头盖骨送往苏联检查，确认死者身份为林彪无疑。目前林彪遗骸仍然未能回国。
身后.林彪死后，受毛泽东为主的中央指示，相关人员对其抄家时搜出