捜査本部が少年Sへの任意同行と本格的な事情聴取に向けて包囲網を狭めていた1968年12月15日夕刻、事態は最悪の形で暗転します。少年Sが立川市内の自宅2階の自室で倒れているのを家族が発見し、間もなく死亡が確認されました。鑑識の結果、少年S 青酸カリ 死因と断定されます。
この急逝劇において最大の焦点となったのが、警察官の息子 自殺理由と薬品の入手ルートでした。青酸カリが入っていた瓶は、警察官である実父が過去の事件捜査や害獣駆除関連で保管していたものであり、それが自宅内に置かれていた事実が判明します。遺書は残されておらず、死の直前まで普段と変わらぬ様子で雑誌を読んでいたとする家族の証言もありました。
自ら命を絶った動機について、捜査関係者の見解は真っ二つに割れました。「巨額の強奪事件を起こしてしまい、実父が警察官であるがゆえに追い詰められて自決した」とする説がある一方で、「非行グループ内での人間関係の軋轢や、身に覚えのない大事件の容疑をかけられつつある重圧に絶望したのではないか」という指摘も根強く存在します。遺書の不在と死に至るプロセスの不透明さは、後の謀殺説や隠蔽説といった陰謀論を招く温床となりました。
