Таким образом, у Лумумбы оказалось множество врагов: американское правительство, опасавшееся влияния Лумумбы, бельгийцы, не желавшие терять свои рабочие места в Конго, и сам президент страны, не согласный с политикой Лумумбы.
Противники Лумумбы сделали все, чтобы поймать его. Войска, подчинявшиеся Мобуту, выследили его и попытались арестовать прямо во время митинга. Лумумба попытался бежать, но был схвачен вместе с двумя сторонниками – председателем сената Окито и министром по делам молодежи Мполо.
Полин и Ролану удалось остаться на свободе. Лумумбу, Окито и Мполо отвезли в военный лагерь «Арди» в Тисвиле, где они находились под арестом до января 1961 года. Затем из-за волнений среди военных их перевели в Катангу.
Перед отправкой Лумумба сумел передать письмо для жены, больше напоминавшее обращение к своим товарищам по партии, в котором Лумумба не удержался от того, чтобы еще раз показать свою жизненную позицию: «Моя дорогая жена, пишу тебе эти строки, не зная, получишь ли ты их и буду ли я еще жив, когда ты их будешь читать. Единственное, что мы хотели для своей страны, – это право на достойное человека существование, на достоинство без лицемерия, на независимость без ограничений. Ни жестокости, ни издевательства и пытки не заставят меня молить о пощаде, потому что я предпочитаю умереть с поднятой головой, с несокрушимой верой и твердой надеждой на лучшее будущее нашей страны, чем жить покорным и отрекшимся от священных для меня принципов. Не плачь обо мне, жена. Я знаю, что моя многострадальная страна способна защитить свою свободу и независимость. Да здравствует Конго! Да здравствует Африка!».
Лумумбу и двух его сторонников Мполо и Окито доставили на самолете в город Моанду, расположенный на побережье Атлантики. Там их пересадили на другой самолет и отвезли в Катангу. Во время полета пленных избивали. Наконец, самолет совершил посадку в аэропорту Луано в Элизабетвиле. Вот как описывает дальнейшее один из шведских офицеров войск ООН, находившийся в здании аэропорта и рассматривавший происходившее в аэропорту в бинокль: «…Неизвестный самолет подрулил прямо к ангару военно-воздушных сил Катанги. Его окружила цепь бронемашин, грузовиков и джипов. Бронемашина, стоявшая напротив самолета, навела пушку на его трап.
Дверь отворилась, и на нее вытолкнули троих с повязками на глазах и со связанными за спиной руками. У одного была бородка (бородку носил Лумумба). Когда они спускалась, их били прикладами, затем посадили в джип. В это время один из заключенных испустил пронзительный крик. Кавалькада машин с моторизованной охраной выехала через заранее проделанную в ограде аэродрома дыру».
Тринадцатого февраля власти провинции Катанга опубликовали официальное заявление, в котором говорилось, что Лумумба, Мполо и Окито бежали из заключения и были убиты местными жителями.
Однако эта официальная версия не соответствовала правде. В последующие десятилетия было проведено несколько расследований, целью которых было установить обстоятельства гибели Патриса Лумумбы. Комиссия ООН провела расследование, в ходе которого было установлено, что Лумумбу действительно убили 17 января, через несколько часов после того, как самолет совершил посадку в Элизабетвиле. В 1965 году в журнале «Жен Африк» была опубликована фотокопия приказа Чомбе от 17 января 1961 года, в котором говорилось: «С получением сего приказа капитан Жюльен Гат в европейский состав первой роты полиции, находящийся в настоящее время в Колвези, должен немедленно прибыть в Элизабетвиль. Они привезут трех политических заключенных – Лумумбу, Поло и Кито и без промедления казнят их. Это должно быть сделано в государственных интересах».
Таким образом, было установлено, что Патрис Лумумба и его соратники были убиты по приказу Чомбе, захватившего власть в провинции. Но кто стоял за ним – правительство Бельгии или ЦРУ? Долгое время считалось, что в смерти Лумумбы виноваты американцы, и их косвенно обвиняли в этом.
И только в последние годы появились новые данные, подтверждающие, что на самом деле в Чомбе действовал по указанию Брюсселя. Фламандский социолог Лудо Де Витте издал книгу «Убийство Патриса Лумумбы», в которой называл главной виновницей всего происшедшего именно Бельгию. После выхода книги в Брюсселе началось подробное расследование обстоятельств смерти конголезского премьер-министра, в ходе которого предположения Витте подтвердились. Вероятно, в скором времени правительство Бельгии официально возьмет на себя ответственность за смерть первого премьер-министра независимого Конго Патриса Лумумбы. Более того, власти настолько боялись Лумумбу, даже мертвого, что отдали приказ растворить его тело в серной кислоте. Таким образом они пытались избежать паломничества к месту его захоронения и поклонения его останкам, так как Лумумба сделался национальным героем. Сведения об этом также стали известны совсем недавно, в 2000 году, почти четыре десятилетия спустя после его смерти. Один из исполнителей данной процедуры, бельгийский полицейский Жерар Соэте, признался в этом.