劉永久走後，陶勇和劉政委、梅嘉生研究起工作。吳淞碼頭還很亂，決定派艦隊副司令饒守坤和參謀長謝正浩到吳淞碼頭工地，向施工隊的群眾做說服工作。下午的常委會不開了。
約12時40分，陶勇提著皮包到司令部辦公室值班室，對正在值班的蔣聖功說：“客人走了，我到後麵去休息一會兒。有什麼事情到那裏去找我。”
說完，他步出辦公樓，慢步向招待所走去。
招待所離那幢軍艦似的辦公樓不遠。後樓105房間是專為陶勇準備的。他午後經常到那裏去休息，遇有戰事他不回家，一般也住在這裏。招待所裏的工作人員他都很熟悉，經常和他們開開玩笑。服務員給他打開了房門，陶勇進去躺了一會兒，覺得頭皮發癢，就想找理發員周妙基給他洗一洗。這是他的老習慣，一遇上頭癢總要理理發，吹吹風，以此止癢。其實四天前他剛理過發。休息了一會兒，大約2點，他走出房間，在樓旁的花園散散步。看見有花匠在打掃花園，他就走過去，和他們說話，問問都種的什麼花。這時，他看見招待所長在前麵走過，就叫住他，讓他找理發員。那天正是星期六，是艦隊大院澡堂開放的時間，因為人多，去晚了得等座位，一些勤雜人員往往一到下午就趕去了。周妙基當時正在澡堂洗澡，聽說首長要理發，衝了兩把就出來穿好衣服，找到所長，一起來到招待所。走到後院花園時，哪裏也找不見陶勇的蹤影。
走到一口澆花井時，所長朝裏望了一下，大驚失色：“陶司令跳井啦！”
他一喊，在場的花匠和理發員急忙跑過來，朝井裏看。這口澆花井直徑很小，隻能容一個人鑽下去，水也不深，隻見一個人低著頭，一頂軍帽漂在水麵上。
老花匠俯下身子就夠到了水裏的人。他用力一拉，看清果真是陶勇。另外兩個人上來幫忙，一齊使勁，把陶勇拉了上來。所長趕緊跑去打電話。
保健醫生程心培聞訊，帶著兩名醫生，立即奔向招待所，艦隊門診部離得招待所很近，幾分鍾就趕到了。陶勇的兩位老秘書蘇榮和沈旦華聽到消息，也從辦公樓一口氣跑到現場。醫生們把陶勇抬進105房間，做人工呼吸，進行搶救。
在給醫院打電話的同時，兩位秘書檢查著首長的衣物。他們發覺，剛從司令員身上脫下的絲綿背心還沒有完全濕透，項背處還是幹的。從他的衣袋裏找到一份上海市政府文件，邊上濕了，裏麵也是幹的，這都說明陶勇落井時間不長。
一直到救護車趕到，所有的搶救手段都沒有發生作用，幾分鍾後，救護車開到海軍四一一醫院，搶救仍然無效。
就這樣，一個身上被敵人子彈多次擊傷都沒有帶走的頑強生命，在一瞬間卻被一口深不沒頂、寬不及肩的水井淹沒了。
正是隆冬季節，那一天上海很冷，天很陰，好像要下雨，但又無雨，像一個欲哭無淚的老人。
更令人吃驚的是，陶勇屍骨未寒，東海艦隊就有位政委出來宣布：“陶勇一貫好勝。這幾天，害怕自己卷到蘇（振華）、羅（瑞卿）圈子裏去，所以才走這條絕路。我看是畏罪自殺，抗拒運動，是叛徒行為。”
同時，由這位領導審定的《陶勇自殺的經過和初步分析》的急件發到北京，送到海軍政委李作鵬的手上。很快，李作鵬以海軍黨委名義，向海軍通報：“叛徒陶勇，畏罪自殺！”