刺された後、直ちに村井は東京都立広尾病院に救急車で搬送され、手術をしたものの「ユダにやられた」「私は潔白だ」と言い残し、翌24日午前2時33分に出血性ショックによる急性循環不全のため死亡した。右脇腹に受けた深さ13cmの刺し傷が致命傷となった。

　司法解剖後、村井の遺体は紺と白の格子しまのある浴衣が着せられ、渋谷区の代々幡斎場へ移送された。遺体はオウム信者が製作した棺に納められた。棺は木くずだらけでラッカーが塗られておらず、窓のレリーフが粗末で、釘を打つ場所がずれている状態だった。火葬後、遺骨は両親とともに、東海道新幹線で大阪府吹田市の実家へ帰郷した。教団では、村井が死亡した4月24日以降の10日間、事件現場となった東京総本部前で弔いの踊り「鎮魂の舞い」を披露し、村井を追悼した。

　実行犯の徐裕行は昼頃より事件現場に待ち伏せており、計画的犯行であることが伺えた。徐はそのまま現場へ留まり、付近にいた警官に現行犯逮捕され、赤坂警察署へ連行された。犯行動機について徐は「義憤に駆られて殺した。幹部なら誰でもよかった。テレビや新聞を見て、悪いやつだ、何とかしないといけないと思った」「1人でやったんだからそんなことどうでもいいじゃないですか」と答えたが、その後「羽根組若頭のKの指示による犯行」と供述。5月11日、若頭Kも共犯として逮捕された。羽根組はその後解散した。裁判では、徐は若頭の指示により犯行に及んだと主張した。動機については若頭から「『オウムはとんでもない悪い組織だ』と何度も聞かされ、犯行3日前に『教団幹部のうち誰か一人を包丁でやるんだ』と指示された」と答えた他、証拠採用された供述書では「羽根組の組員として、若頭の命令に逆らえないと思った。しかし、若頭の私利私欲のために利用されたのか、と疑念が生じている」と内情を明らかにした。一方、若頭は「指示」そのものを否定した。警察の捜査でも、暴力団若頭とオウム真理教の接点が見当たらなかった。裁判の結果、実行犯に懲役12年、暴力団若頭に無罪判決が下り、確定した。徐は旭川刑務所に服役し、2007年1月に出所している。

　この事件は様々な情報が錯綜しており、いくつかの陰謀説が存在している。特に被害者の村井が毒劇物の生産や一連のオウム真理教事件の中核を担う立場だったとみられることから、オウム真理教内部による口封じではないかという見方が非常に強かった（刑事事件としてはオウム真理教の関与はないと認定されている）。現に村井の死によって、村井が知りうる供述が聞き出せなくなり、事件解明を遠のかせることとなった。地下鉄サリン事件後、村井はサリン製造疑惑を否定するため頻繁にテレビ出演をしていた。1995年4月17日放送の「THEワイド」で村井は生物化学兵器専門家のカイル・オルソンと討論をしているが、放送中にサリン製造に必要なハステロイの存在を明かしてしまい、厳しく追及される一幕があった。村井がサリンプラントの言い訳に手こずっているのを見かねた麻原が、早川紀代秀らを集め会議を開き、「ポアもやむなし」と指示したとする証言がある。1995年5月2日放送の「ザ・フレッシュ!」では村井秀夫刺殺事件の映像を分析する特集が流れ、二人の信者が村井の逃げ場をさえぎる動きをしていた疑いがある、と報道した。映像では眼鏡をかけたチェックのワイシャツの信者が、腕を伸ばして村井の進路を遮り、警護していた信者を羽交い締めする様子が記録されているが、裁判で検証されることはなかった。

　1995年4月24日死去(享年36)