1950年11月25日，朝鲜大榆洞，中国人民志愿军司令部遭到空袭，毛岸英在这场突如其来的轰炸中牺牲，年仅28岁。这个地点并非普通营地，而是志愿军指挥机关所在地，敌机能够发现目标，背后牵涉战场侦察、指挥机关防护以及当时极其紧张的空中态势。
毛岸英进入朝鲜战场时，并没有担任指挥员，而是在彭德怀身边承担俄文翻译和机要事务。他熟悉苏联情况，也有在战争环境中工作的经历。彭德怀曾劝他离开危险区域，但毛岸英认为司令部同样需要人手，便留在了岗位上。
空袭发生时，司令部部分人员已经转移，毛岸英和高瑞欣留在屋内处理文件。敌机投下燃烧弹后，建筑很快起火，人员来不及撤出。关于具体弹药型号、飞机编组和飞行路线，后来的叙述并不完全一致，但毛岸英死于敌机轰炸，这一点有较为明确的历史记录。
消息传回后，彭德怀立即向中央报告。周恩来接到电报，再将情况转告毛泽东。毛泽东沉默了很久，问道：“岸英呢？”得到确认后，他没有马上说话。这个细节出自相关人员回忆，未必能还原当时每一句原话，却能说明消息带来的冲击极其沉重。
毛岸英是毛泽东与杨开慧的长子。由于革命战争、家庭变故和长期分离，父子真正相处的时间并不多。1946年毛岸英从苏联回国后，才在延安和父亲有过较为完整的家庭生活。短暂团聚之后，他又投入新的战斗，父子之间再次分别，却成了诀别。
有一件常被提起的小事，是毛泽东晚年仍保存着毛岸英穿过的衣物。据整理遗物人员回忆，衬衣、袜子和军帽被收在柜子底层，已经有些旧，却叠放得很整齐。这个说法主要来自回忆材料，具体物品清单还需以正式档案为准，不能仅凭一段转述便推导出更多结论。
毛泽东平时有吸烟习惯，拿烟、取火柴、点燃后熄灭火柴，动作有固定顺序。听到毛岸英牺牲的消息时，他一度打乱了这个习惯：烟拿在手里，却没有点着；火柴放在桌上，又下意识去摸口袋。对于一个长期处事沉着的人来说，这种细微失常本身就很说明问题。
网络和民间文章中，常有“朝鲜公开绝密电报”的说法，声称截获电文点名了一架南非空军轰炸机，并列出三名机组人员，随后又附会他们各自的悲惨结局。这类叙述情节完整、冲击力强，却缺少可核验的原始电报、档案编号和独立史料支持。
更关键的是，南非空军确实参加过朝鲜战争，但这并不等于能够证明毛岸英牺牲当日就是南非飞机实施轰炸。公开资料通常将这次袭击归于联合国军方面的航空力量，部分材料指向美国飞机。至于具体机组身份，现有公开证据尚不足以作出确定判断，把未经证实的名字写成“真凶”，并不符合历史研究的基本要求。
战争中的责任认定，不能靠“报应”式故事完成。某名飞行员是否失业、坠机或患病，都必须有军方档案、航班记录和可靠传记互相印证。否则，既可能误伤无关人员，也会把真实的战争责任掩盖在传奇叙事里。
毛岸英遗体后来安葬在朝鲜桧仓郡中国人民志愿军烈士陵园。抗美援朝战争中，大批中国人民志愿军官兵牺牲，官方统计的烈士人数为197653名。毛岸英只是其中一员，却因身份特殊而长期受到关注。关于他的牺牲，最稳妥的结论仍是：敌机轰炸造成了直接死亡，具体机组和责任链条，还应等待更扎实的档案材料。