Não obstante encontrar-se na clandestinidade, em janeiro de 1973, o local onde estava escondido no Rio de Janeiro foi encontrado e invadido por agentes da repressão, mas José conseguiu fugir. Semanas depois, no dia 28 de janeiro, a casa onde moravam a esposa e os filhos de José Roriz foi cercada. Após a invasão, os agentes da repressão ameaçaram os familiares de José Roriz, ameaçando de morte a neta de apenas sete meses de idade. Seu filho Eduardo, que na ocasião tinha 18 anos, foi levado como refém para o quartel da Polícia do Exército na Rua Barão de Mesquita, onde funcionava o Destacamento de Operações de Informações (DOI) do I Exército. O rapaz ficou detido por três dias e foi submetido a choques elétricos, fome e sede. Diante das ameaças à sua família, José decidiu se entregar aos órgãos de polícia do Estado em fevereiro de 1973. Apresentou-se, inicialmente, ao marechal Cordeiro de Farias, com quem havia estabelecido contato durante a campanha da Segunda Guerra Mundial, acreditando que, assim, garantiria sua vida. No dia 30 de janeiro, José Roriz, em companhia do marechal, foi ao gabinete do então comandante do I Exército, a quem se entregou. Em troca, exigiu a liberdade do seu filho, o que ocorreu logo depois. José Roriz foi preso e ficou dezessete dias no DOI-CODI, de onde se presume que saiu morto. Sua certidão de óbito, assinada pelo legista Rubens Pedro Macuco Janini, declara que morreu em 17 de fevereiro de 1973, no Hospital Central do Exército (HCE). A certidão foi assinada pelo legista somente em 11 de julho de 1973 – cinco meses depois da data de morte nela declarada – o que reforça a presunção de que José Mendes de Sá Roriz teria morrido sob tortura, antes de dar entrada no HCE. O atestado de óbito não apresentou a causa da morte, alegando que sua determinaçao dependeria dos “exames laboratoriais solicitados”. O resultado do exame toxicológico das vísceras e do sangue de Sá Roriz foi negativo e estava disponível quase cinco meses antes da assinatura da certidão de óbito, conforme o Documento n o 432.117, do Hospital Central do Exército, enviado pelo Ofício n o 1.142, em 19 de fevereiro de 1973. Os restos mortais de José Mendes de Sá Roriz foram enterrados no Cemitério Jardim da Saudade, em Sulacap, no Rio de Janeiro, após muita insistência da família para liberar o corpo.
Diante das investigações realizadas, conclui-se que José Mendes de Sá Roriz foi preso, torturado e morreu em decorrência de ação perpetrada por agentes do Estado brasileiro, em contexto de sistemáticas violações de direitos humanos promovidas pela ditadura militar, implantada no país a partir de abril de 1964. Recomenda-se a retificação da certidão de óbito de José Mendes de Sá Roriz, assim como a continuidade das investigações sobre as circunstâncias do caso, para a identificação e responsabilização dos demais agentes envolvidos.