而与此同时，造反组织的“常委”们正处于焦头烂额之中，他们来往于华北局机关、二机部宿舍和北京医院之间，红色保密电话正与周恩来办公室、谢富治办公室和公安部门频频联系……直至7月4日下午，造反派不得不在华北局机关全体干部大会上宣布：李立三畏罪服毒自杀，自绝于党！同时留下遗书一封。

　　遗书上云：最最敬爱的毛主席：

　　我现在走上了自杀叛党的道路，没有任何办法来辩护自己的罪行。只有一点，就是我和我的全家绝没有做过任何里通外国的罪行。只有这一点请求中央切实调查和审查，并做出实事求是的结论。

　　我还有写给你的信，放在家里床单下。没有写完的，请要（派）人找出送你审阅。

　　致文化大革命的敬礼！

　　李立三

    李立三死后，造反组织的权威人士放出风来说：6月21日李立三与李莎在汽车上分手时，他的“特务上级”李莎向李立三发出要他自杀的指令，意图灭口。安眠药是李莎交给李立三的。

　　华北局机关干部对李立三之死议论纷纷，纷纷要求查清其真正的死因。然而，种种解释都让人疑窦丛生。其中最关键的疑点，就是李立三服毒自杀的“毒品”，也就是大剂量的安眠药，究竟从何而来？

　　由于真正的知情人为数极其有限，所以始终没有得出合情合理的结论。而那“权威人士”的说法，显然是毫无根据的。

　　而据6月21日当时押解李立三夫妇的常某（批斗李立三联络站的北京地质学院学生）6月22日的交代称：

　　昨天李（立三）与李莎在车上对话：

　　莎：你什么时间来的？李（立三）：十点来的。莎：（在）哪里吃饭？李：在机关吃的。莎：走了。李：再见。这是押解人常某写的李立三夫妇在车上的谈话内容。根本没有向李莎要“几副药品”的内容，更没有要安眠药的内容。

　　李立三服用安眠药有几十年的历史，这点我们当秘书的最了解。晚上没有安眠药，他不能入睡。华北局机关“文化大革命”运动开始后，斗争的矛头首先是对着李立三的。

　　李立三一直处于激烈的思想斗争之中。当时，出于安全考虑，为防不测，我曾经给李立三的服务员胡玉珍明确提出要求：必须加强对安眠药的保管，每晚只给李立三两粒（这是李立三习惯服用量），不能多给。我说，出了问题，你要负责（李立三服用的药品包括安眠药，都是由服务员从北京医院取回，由服务员保管配发给他）。胡玉珍说，她是严格按照我的要求办的。后来，在李立三思想斗争最剧烈的时候，服二粒安眠药不能入睡，就找服务员胡玉珍要安眠药。胡玉珍对他说，李秘书早有交代每天只给两粒，坚持多要不给。第二天，李立三把我叫去，对着我大发脾气，追问我为什么不给他安眠药。我笑着回答说：“立三同志，我这是好意。”李立三更不冷静，向我吼着：“这简直是笑话，几十年风风火火我都过来了，难道还经不起这次考验？你不就怕我自杀吗？自杀是叛党行为，这点我明白，难道我能走上叛党的道路吗？简直是笑话。”表现得很激动。但无论李立三怎么发火，我始终是笑着向他说：“立三同志，请您原谅，这是我的职责，完全是好意，为了您好。”谈话只得不欢而散，他对我没有办法。

　　事后我对胡玉珍更加明确地要求：把安眠药保管好，控制好。这说明，服务员每天给他送两粒安眠药，他每天必须吃掉，不可能不吃或少吃积攒起来。也就是说李立三根本没有自带大量安眠药在身上的可能。

　　直到1983年，河北省委机关在整党中，又对涉及李立三自杀问题（因一些当事人在河北省直机关）进行过一番追查，同样毫无结果，不能自圆其说。

　　1980年3月，中央决定给李立三召开追悼大会前，中央组织部让李立三的家属子女看了李立在死亡时的医院“验尸报告单”，上面记载：身高1.63米（与实际的1.78米相差了15公分），体重56公斤。这显然也不符合实际，成了又一个谜。

　　所以，李立三之“自杀”，始终是一个悬案，成为“文革”乱世的一道不解之谜！