A santiagói katonai kórház akkori boncolási eredménye szerint Allende önkezével vetett véget életének, az álla alatt fejbe lőtte magát egy AK-47-es géppisztollyal. Később kételyek merültek fel ezzel kapcsolatban, és volt olyan szakértő, aki szerint különböző kaliberű lövedékek oltották ki az államfő életét. A gyilkos fegyver és lövedékek mindenesetre sohasem kerültek elő, s Allende özvegye és lányai nem is láthatták a holttestet. A család inkább az öngyilkosság teóriájában hisz, amelyet elsősorban Fidel Castro kubai vezető kérdőjelezett meg.
"Fontosnak tartjuk az ország és a világ számára, hogy bírósági úton megállapítható legyen halálának oka és a rendkívül erőszakos körülmények" - mondta Allende lánya, Isabel, aki ma szenátor. A chilei elnök halálának újraindított vizsgálatával egy időben megnyílik az 1973 és 1990 közötti diktatúra alatt elkövetett emberiesség elleni bűntettek 725 olyan dossziéja is, amelyekkel benyújtott panasz híján még sohasem foglalkozott a bíróság. A Pinochet-diktatúrának több mint 3100 halálos áldozta vagy eltűntje volt.
Allendét már másodszor exhumálják. Halála után ugyanis a tengerparti Vina del Mar temetőjében, Santiagótól 125 kilométerre helyezték végső nyugalomra, s 1990-ben, a demokrácia győzelmét követően kihantolták - akkor végezték el ismét boncolásos vizsgálatát -, majd eltemették jelenlegi nyughelyére, a főváros központi temetőjének egyik mauzóleumába.
1973. szeptember 11-én Salvador Allende chilei elnök telefoncsörgésre ébredt. Jelentették neki, hogy fellázadt a haditengerészet. Ez volt élete utolsó napja és Augusto Pinochet 1990-ig tartó diktatúrájának a kezdete. A 65 éves Allende a Santiago központjában álló La Moneda elnöki palotába sietett, eltökélten, hogy szembeszáll a puccsista támadással. Ezen a kedden írt volna ki egy népszavazást, melytől azt várta, hogy megmentheti az 1970 óta hatalmon lévő, baloldali Népi Egység kormányát.
Allende államosította az ország fő kincsének számító, amerikai cégek tulajdonában lévő rézbányákat. Az államosítás, az agrárreform és a bankszektorba történt beavatkozás feldühítette a jobboldalt és az Egyesült Államokat, amelyek közösen próbálták meg meggyengíteni a kormányt, megbénítva a közlekedést és a kereskedelmet.
Szeptember 11-én 7 óra 20-kor Allende öltönyben, nyakkendőben, kezében puskával megérkezett a La Monedába. Megszervezte az ellenállást. "Mindenki, aki képesnek érzi magát rá és fegyvert tud forgatni, fogja meg, és használja" - mondta Oscar Soto orvos visszaemlékezése szerint. Mintegy negyvenen álltak mellette - szemben a fegyveres erők három parancsnokával, Augusto Pinochet tábornokkal, José Toribio Merino tengernaggyal és Gustavo Leight-tel, a légierő tábornokával, valamint César Mendoza rendőrfőnökkel.
Pinochet lemondásra szólította fel az elnököt. Allende "nyugodtan hallgatta a híreket, és adta ki a vitát nem tűrő parancsokat és válaszokat" - mondta el két héttel később Havannában a lánya, Beatriz. "Hosszú harcra készülődött".
Negyed tízkor nyitottak tüzet a La Monedára. Allende kilőtt az egyik ablakon, és eltalált egy tankot a főbejárat előtt. A harc súlyosodott, az elnök felajánlotta híveinek, elhagyhatják a palotát, ő pedig Ignacio González újságíró szerint üzenetet küldött a puccsistáknak. "Mondjátok meg a főparancsnokoknak, hogy nem megyek el innen és nem adom meg magam. Nem megyek ki innen, még ha bombázzák is a La Monedát. Megölöm magam" - mondta. Hogy eltökéltségét bebizonyítsa, "a lába közé vette a puskát és célba vette az állát" - írta González.
Amíg a repülők elszálltak a palota felett, Allende beolvasta utolsó rádióüzentét: "Nem adom fel. Történelmi helyzetbe kerülve az életemmel fizetek népemnek a hűségéért." "Teljesen világos volt számára, hogy meg fog halni" - mesélte David Garrido, az elnök egyik közeli munkatársa.
Beszéde után az elnök még egyszer felajánlotta a távozás lehetőségét a mellette kitartóknak. Végül tucatnyian maradtak mellette. Déltájban kezdték a palotát bombázni. Röviddel később a katonák megpróbáltak behatolni a palota központi udvarába. "Allende nem adja meg magát" - kiáltotta szemtanúk szerint az elnök az emeleten. Az utolsó ellenállók lejöttek a lépcsőn, hogy megadják magukat. S ebben a pillanatban egy lövés dördült el, és az elnök holtan esett össze.