結論から申し上げますと、不死川玄弥は公式に死亡が確定しています。物語の途中で仮死状態に陥ったわけでも、後日談で奇跡的に生存していたわけでもありません。
玄弥の最期が描かれたのは、『鬼滅の刃』原作漫画21巻・第179話「兄を想い弟を想い」です。無限城における上弦の壱・黒死牟(こくしぼう)との死闘が決着した直後、鬼殺隊の仲間たちが見守る中でその命の灯火が消えることとなりました。
最終選別で同期だった竈門炭治郎、我妻善逸、嘴平伊之助、栗花落カナヲら5人のうち、無限城の最終決戦で命を落としたのは玄弥ただ一人です。それだけに、ファンコミュニティや読者の間に走った衝撃と悲しみは極めて大きなものでした。