O Relatório Arroyo descreve o episódio que teria resultado na morte de Arildo, em 24 de novembro de 1973: No dia 24, quando voltavam de um contato com a massa, os companheiros Ari, Raul e Jonas passaram próximo de uma grota. Ari e Raul se aproximaram da grota para melhor se orientar. Jonas ficou de guarda, perto das mochilas. Ouviuse um tiro e Ari caiu. Em seguida, ouviram-se mais dois tiros. Raul correu. O Comando do destacamento BC, que também ouvira os tiros, enviou quatro companheiros para pesquisar o que teria havido. Logo adiante, esses companheiros encontraram o corpo de Ari sem a cabeça. Sua arma, um rifle 44, seu bornal e sua bússola tinham sido levados. As mochilas de Ari, Jonas e Raul estavam lá. O Relatório do Centro de Informações do Exército (CIE), do Ministério do Exército, confirma a morte do guerrilheiro em data aproximada, no dia 23 de novembro de 1973iv . Já o relatório do Ministério da Marinha, encaminhado ao ministro da Justiça Maurício Corrêa em 1993, assenta que Arildo teria morrido no dia 24 de novembro, contudo, afirmando que o ano seria 1974v . Os depoimentos ao MPF, em 2001, mencionados pelo livro Dossiê Ditadura, reiteram sua morte, conforme se observar a seguir. Sinézio Martins Ribeiro, que serviu como mateiro do Exército, afirmou que: O primeiro tiroteio do Exército foi no Pau Preto onde foi morto o Ari; que o depoente estava presente; que Ari não atirou; que Ari teve sua cabeça cortada e levada para a base do Exército em Xambioá; que nesse dia só havia uma equipe de 5 soldados, o comandante era o Piau e os guias eram Iomar Galego, Raimundo Baixinho e o depoente; que a grota do Pau Preto fica dentro do castanhal do Almir Moraes; que isto se deu num encontro casual, que não viram piseiro nem tiveram informações; que após a retirada da cabeça a colocaram num saco plástico e voltaram a pé, até a base do Paulista [Nemer Kouri], na beira do Xambioazinho, junto a OP-2; que a cabeça foi entregue ao Dr. César, do Exército. Em artigo do jornalista Vasconcelos Quadros, publicado no jornal No Mínimo, em 20 de janeiro de 2005, o ex-guerrilheiro “Jonas” afirmou que também presenciou a morte de Ari no dia 24 de novembro de 1973 na região da Gameleira. Ele alega que o grupo de Arildo foi emboscado em uma Grota e que este guerrilheiro morreu após ser atingido no tórax. Em seguida, teriam decapitado-no e amarrado suas mãos e pés em um pau.
Conclusão da CNV
Arildo Valadão é considerado desaparecido político por não terem sido entregues os restos mortais aos seus familiares, o que não permitiu o seu sepultamento até os dias de hoje. Conforme o exposto na Sentença da Corte Interamericana no caso Gomes Lund e outros, “o ato de desaparecimento e sua execução se iniciam com a privação da liberdade da pessoa e a subsequente falta de informação sobre seu destino, e permanece enquanto não se conheça o paradeiro da pessoa desaparecida e se determine com certeza sua identidade”, sendo que o Estado “tem o dever de investigar e, eventualmente, punir os responsáveis”. Assim, recomenda-se a continuidade das investigações sobre as circunstâncias do caso de Arildo Valadão, localização de seus restos mortais, retificação da certidão de óbito, identificação e responsabilização dos demais agentes envolvidos e responsabilização dos agentes da repressão envolvidos no caso, conforme sentença da Corte Interamericana de Direitos Humanos que obriga o Estado Brasileiro “a investigar os fatos, julgar e, se for o caso, punir os responsáveis e de determinar o paradeiro das vítimas”.