V Norimberském procesu byl Bormann v nepřítomnosti odsouzen k trestu smrti – nevědělo se totiž v té době zcela jistě, zdali ještě není naživu a nebude dopaden. Ač se v dnešní době jeví jako nejpravděpodobnější variantou jeho smrti sebevražda ampulí cyankáli, kolem jeho smrti dodnes zůstává několik otazníků. Naposledy byl totiž spatřen v noci na 2. května 1945 Arturem Axmannem v blízkosti berlínského nádraží Lehrter Bahnhof, když spolu opouštěli Hitlerův bunkr před blížící se sovětskou armádou – jejich cesty se ale krátce nato rozešly. V roce 1972 byly však zcela náhodou při stavebních pracích v oblasti tohoto nádraží nalezeny dělníky kosterní ostatky, které nesly stopy užití cyankáli. Užití této ampule potvrdil později i ústav soudního lékařství a 11. dubna 1973 byl Martin Bormann úředně prohlášen za mrtvého. To, že tyto ostatky patří skutečně Bormannovi, se v roce 1998 definitivně potvrdilo analýzou DNA.