国民党说法是:张灵甫在发完最后一份电报后与副师长仁杰、旅长卢醒等集体自戕。让师长的少校随从副官刘立梓用卡宾枪将张灵甫、副师长蔡仁杰、旅长卢醒打死,三个人胸部洞开,并头倒在他脚下的血泊里,刘立梓说,师长临死前喝了一杯牛奶,吃了一块饼干,表示很后悔当初没有听参谋长的意见,不然无论如何也不致于落到这个下场的。
共产党说法是:1947年5月16日17时左右,王必成华指挥的华东野战军六纵特务团在副团长何凤山率领下冲至孟良崮山上敌整编第七十四师指挥所隐蔽的山洞口,洞内拒降,被特务团手榴弹冲锋枪乱枪打成重伤未死,由华东野战军第六纵队特务团官兵抬着张灵甫随之向北转移,次日(17日)抵达孟良崮以北约15公里的原沂水县野竹旺村自然村董家庄还有气息,但送其至位于董家庄以北之北大山的六纵野战医院进行抢救途中董家庄村的汶河边时咽了气,因而就地埋葬在那里。