当初、警察発表や報道では「極度の飲酒による急性心不全」とも伝えられましたが、遺族の承諾のもと東京大学医学部附属病院で司法解剖が実施されました。その結果、公式な直接死因として記録されたのが「肺水腫」です。
解剖を担当した法医学チームの所見によると、尾崎の肺は通常の数倍もの重さに膨れ上がり、肺胞が液体で満たされて窒息状態に陥っていたと報告されています。さらに後年公開された死体検案書や捜査資料の開示によって、体内から極めて高濃度の覚醒剤成分が検出された事実が判明。覚醒剤の急性中毒によって引き起こされた肺水腫が医学的な真実として結論づけられました。
なぜ彼がそれほど大量の薬物を摂取するに至ったのか、自発的なものだったのか、それとも外部要因があったのか。解剖結果が明らかになってもなお、ファンの間では拭いきれない疑問が残ることとなりました。