濱砂所領導的第1小隊在18日曾親眼看到了幾架美國p-38戰鬥機同日本海軍的"零"式戰鬥機在空中的激烈交戰。他們還站起來為海軍的戰鬥機加油："打！狠狠地打！"這時，隻見遠處山上的密林中升起一股黑煙。他們以為是被擊落的美國飛機，於是，便高興地一邊拍手喝彩，一邊向空中的日本飛機喊道："打得好！打得好！那幫傢夥終於被你們打落了！"他們萬萬沒有想到那是山本五十六的座機被擊落了。
幾小時後，一道緊急命令傳來：我海軍要人的座機墜落了。令你們馬上組織搜尋隊前往搜尋。找到後，要立即向上匯報，說明飛機墜落地點的方位。
濱砂接到命令後，立即組織了一支10人的搜索小隊進山。他們艱難地穿過茂密的森林，跨過流淌的小河，在密林中轉來轉去，但一無所獲。在接近黃昏的時候，他們不得不失望地返回部隊。這一天海軍搜索隊也徒勞往返。濱砂接到命令明天繼續搜尋。
19日一早，濱砂所率領的搜索隊不得不再度進入密林。重嚐頭一天的苦頭。又是一天快要過去了，但仍沒有發現任何線索。在他們掃興地決定往回走的時候，隊裏的一個人突然興奮地說："隊長，這一帶好像有一股汽油味兒。"他們尋著汽油味兒的方向走去，不多時，在不遠處的前方出現了一個像土堆一樣的東西。
他們疑惑著：在這樣的地方怎麽會出現土堆呢？仔細一看，原來是1架摔毀的"一"式陸基轟炸機的尾翼在豎著，還有被摔得破爛不堪的主翼和螺旋槳。粗大的飛機機體在印有太陽旗的地方折斷了。機頭部分已經燒成灰燼。他們在機首約10米處發現山本的屍首。隻見山本坐在飛機的座墊上，左手握軍刀，套有白色手套的右手復於其上，頭耷拉在軍刀上方，軍裝左右襟懸掛著大將襟章。他的左下腋微微依靠椅把，左胸流著血，染紅了白色的手套。山本的身旁，倒臥著軍醫長高田六郎少將。兩具屍體皆已生蛆，氣味異常難聞。
山本看上去是那樣地安然、端詳，似乎很難讓人理解。這成為後來有關山本之死的各種各樣的傳說和想像的根據。有的說，山本的遺容像活著的人一樣；有的說，飛機墜地後，山本根本沒有死，他是走出機體後自刎的；還有的說，當人們向他走去時，他還猛然睜開眼睛看了看周圍的一切才安然死去的。
事實上根據分析判斷，飛機墜毀後，隻有高田一人有意識，他唯恐山本的遺骸燒焦，才把他從機艙裏拖了出來，並讓他手握軍刀，保持威嚴的姿態。不久，高田自己也斷氣了。
根據第一基地海軍少佐軍醫田淵義三郎於4月20日寫的屍檢記錄，山本的傷勢如下："左肩腫骨的中央部，有一個食指肚兒大小的子彈射入孔。子彈的走向是右前上方；左下頜角有一個小手指肚大小的子彈射入孔，出口在右眼外眼角，像拇指壓痕一樣大小……顯然係因損傷主要內髒器官而致命。"
4月21日，山本等11具屍體在布因島火化。22日，渡邊和宇垣參謀長護送骨灰回臘包爾。23日，山本的骨灰由專人乘水上飛機從臘包爾送往停泊在特魯克島的聯合艦隊的旗艦"武藏"號。聯合艦隊的山本時代結束了。
死去的山本享受了帝國的最後一次殊榮。5月17日，載著山本骨灰的戰列艦"武藏"號由特魯克起航，21日駛入東京灣，停泊在木更津外海。同日下午，大本營正式發表山本的死訊：
"聯合艦隊司令長官海軍大將山本五十六，本年4月於前線在同敵人作戰的飛機上指揮全麵作戰中，不幸壯烈犧牲。遵聖上親命，接替他職務的是海軍大將古賀峰一，已前往聯合艦隊就任。"
與此同時，官方發表公告，追授山本大勛位、功一級、正三位和元帥稱號，並準予按國葬規格進行安葬。海軍方麵還請求加賜山本以"男爵"稱號，但未得批準。
山本五十六的國葬儀式在1943年6月5日舉行，這一天也是另一位海軍英雄東鄉元帥的葬禮紀念日。在東京有百萬市民排列在街道兩旁觀看送葬隊伍。渡邊中佐手捧山本的指揮刀，三和義勇捧著大勛位勳章，走在拒載骨灰盒的炮車後麵。山本的骨灰一分為二，一部分葬在小金井多磨墓地東鄉平八郎墓的旁邊。另一部分由山本的姐姐高橋嘉壽子和其親友帶回家鄉安葬在長岡長興寺。
人們在"武藏"號長官室的抽屜裏發現了山本的一封遺書，上麵寫道：
"征戰以來，幾萬忠勇無雙之將士用命奮戰已成護國之神。嗚呼！吾有何麵目晉見皇上，又將何言以告已逝戰友之父兄。身非鐵石，但欲表堅心一貫，可深入敵陣，以示日本男兒之血氣。暫且等待吧，成仁的年青人！你們戰死留名的一戰打得轟轟烈烈，不久吾將隨你們而去。
昭和17年9月末述懷山本五十六誌"
山本五十六實現了他的遺願。據此曾有相當一部分人認為，山本是自願去送死的，在他認為局勢已無可挽回以後，便有意以身成仁，實現日本武士道戰死疆場的最高準則。無論山本是如何死的，有一點可以確認無誤的是，隨著他魂飄南太平洋，日本帝國壽終正寢的厄運正式開始了。
接任山本聯合艦隊司令長官遺缺的是他的好友古賀峰一海軍大將。盡管古賀峰一同山本五十六一樣有著令人目眩的閱歷，曾歷任日本駐法國大使館武官、帝國聯合艦隊參謀、第7艦隊司令長官、軍令部次長、中國艦隊司令長官，但他非但不具有山本五十六的膽識，而且又麵臨著美軍在太平洋的大規模反擊，帝國賦予他的使命不過是為日本皇室和大本營譜寫一曲哀樂的尾聲。
幾小時後，一道緊急命令傳來：我海軍要人的座機墜落了。令你們馬上組織搜尋隊前往搜尋。找到後，要立即向上匯報，說明飛機墜落地點的方位。
濱砂接到命令後，立即組織了一支10人的搜索小隊進山。他們艱難地穿過茂密的森林，跨過流淌的小河，在密林中轉來轉去，但一無所獲。在接近黃昏的時候，他們不得不失望地返回部隊。這一天海軍搜索隊也徒勞往返。濱砂接到命令明天繼續搜尋。
19日一早，濱砂所率領的搜索隊不得不再度進入密林。重嚐頭一天的苦頭。又是一天快要過去了，但仍沒有發現任何線索。在他們掃興地決定往回走的時候，隊裏的一個人突然興奮地說："隊長，這一帶好像有一股汽油味兒。"他們尋著汽油味兒的方向走去，不多時，在不遠處的前方出現了一個像土堆一樣的東西。
他們疑惑著：在這樣的地方怎麽會出現土堆呢？仔細一看，原來是1架摔毀的"一"式陸基轟炸機的尾翼在豎著，還有被摔得破爛不堪的主翼和螺旋槳。粗大的飛機機體在印有太陽旗的地方折斷了。機頭部分已經燒成灰燼。他們在機首約10米處發現山本的屍首。隻見山本坐在飛機的座墊上，左手握軍刀，套有白色手套的右手復於其上，頭耷拉在軍刀上方，軍裝左右襟懸掛著大將襟章。他的左下腋微微依靠椅把，左胸流著血，染紅了白色的手套。山本的身旁，倒臥著軍醫長高田六郎少將。兩具屍體皆已生蛆，氣味異常難聞。
山本看上去是那樣地安然、端詳，似乎很難讓人理解。這成為後來有關山本之死的各種各樣的傳說和想像的根據。有的說，山本的遺容像活著的人一樣；有的說，飛機墜地後，山本根本沒有死，他是走出機體後自刎的；還有的說，當人們向他走去時，他還猛然睜開眼睛看了看周圍的一切才安然死去的。
事實上根據分析判斷，飛機墜毀後，隻有高田一人有意識，他唯恐山本的遺骸燒焦，才把他從機艙裏拖了出來，並讓他手握軍刀，保持威嚴的姿態。不久，高田自己也斷氣了。
根據第一基地海軍少佐軍醫田淵義三郎於4月20日寫的屍檢記錄，山本的傷勢如下："左肩腫骨的中央部，有一個食指肚兒大小的子彈射入孔。子彈的走向是右前上方；左下頜角有一個小手指肚大小的子彈射入孔，出口在右眼外眼角，像拇指壓痕一樣大小……顯然係因損傷主要內髒器官而致命。"
4月21日，山本等11具屍體在布因島火化。22日，渡邊和宇垣參謀長護送骨灰回臘包爾。23日，山本的骨灰由專人乘水上飛機從臘包爾送往停泊在特魯克島的聯合艦隊的旗艦"武藏"號。聯合艦隊的山本時代結束了。
死去的山本享受了帝國的最後一次殊榮。5月17日，載著山本骨灰的戰列艦"武藏"號由特魯克起航，21日駛入東京灣，停泊在木更津外海。同日下午，大本營正式發表山本的死訊：
"聯合艦隊司令長官海軍大將山本五十六，本年4月於前線在同敵人作戰的飛機上指揮全麵作戰中，不幸壯烈犧牲。遵聖上親命，接替他職務的是海軍大將古賀峰一，已前往聯合艦隊就任。"
與此同時，官方發表公告，追授山本大勛位、功一級、正三位和元帥稱號，並準予按國葬規格進行安葬。海軍方麵還請求加賜山本以"男爵"稱號，但未得批準。
山本五十六的國葬儀式在1943年6月5日舉行，這一天也是另一位海軍英雄東鄉元帥的葬禮紀念日。在東京有百萬市民排列在街道兩旁觀看送葬隊伍。渡邊中佐手捧山本的指揮刀，三和義勇捧著大勛位勳章，走在拒載骨灰盒的炮車後麵。山本的骨灰一分為二，一部分葬在小金井多磨墓地東鄉平八郎墓的旁邊。另一部分由山本的姐姐高橋嘉壽子和其親友帶回家鄉安葬在長岡長興寺。
人們在"武藏"號長官室的抽屜裏發現了山本的一封遺書，上麵寫道：
"征戰以來，幾萬忠勇無雙之將士用命奮戰已成護國之神。嗚呼！吾有何麵目晉見皇上，又將何言以告已逝戰友之父兄。身非鐵石，但欲表堅心一貫，可深入敵陣，以示日本男兒之血氣。暫且等待吧，成仁的年青人！你們戰死留名的一戰打得轟轟烈烈，不久吾將隨你們而去。
昭和17年9月末述懷山本五十六誌"
山本五十六實現了他的遺願。據此曾有相當一部分人認為，山本是自願去送死的，在他認為局勢已無可挽回以後，便有意以身成仁，實現日本武士道戰死疆場的最高準則。無論山本是如何死的，有一點可以確認無誤的是，隨著他魂飄南太平洋，日本帝國壽終正寢的厄運正式開始了。
接任山本聯合艦隊司令長官遺缺的是他的好友古賀峰一海軍大將。盡管古賀峰一同山本五十六一樣有著令人目眩的閱歷，曾歷任日本駐法國大使館武官、帝國聯合艦隊參謀、第7艦隊司令長官、軍令部次長、中國艦隊司令長官，但他非但不具有山本五十六的膽識，而且又麵臨著美軍在太平洋的大規模反擊，帝國賦予他的使命不過是為日本皇室和大本營譜寫一曲哀樂的尾聲。