訃報直後、世間には「なぜ突然」「持病があったのか」といった動揺が広がりましたが、警視庁渋谷署による現場検証およびその後の検視・司法解剖手続きを経て、真相は極めて明確に示されました。中山美穂さんの死因に関する公式発表および捜査関係者の情報によると、第三者が侵入した痕跡や外傷はなく、事件性は完全に否定されています。また、遺書や自死を思わせる兆候も一切発見されませんでした。
法医学関係者および警察の調査から明らかになった直接の状況は、自宅の浴槽内での溺水(溺死)です。冬場の冷え込みが厳しくなった時期、温かい湯船に浸かることで血圧が乱高下する「ヒートショック」や、入浴に伴う迷走神経反射、あるいは不整脈などの突発的な体調急変により、意識を失ってそのまま湯に沈んでしまった事故と断定されています。
当時、所属事務所のビッグアップルも「あまりに突然の出来事に、所属タレント、スタッフ一同いまだ現実を受け止めることができず、深い悲しみに暮れております」と公式声明を発表し、突発的な事故死であったことを報告しました。長年活躍を続けてきた大スターの急逝は、持病や事件ではなく、誰の身にも起こり得る入浴中の不慮の事故という、極めて無念な結末でした。