De acordo com a falsa versão divulgada pelos órgãos de segurança e reproduzida pela imprensa, Luiz teria falecido devido a ferimentos de arma de fogo, depois de resistir à prisão. No entanto, comprovou-se que Luiz foi vítima de uma emboscada organizada pelos delegados do DOPS/SP Sérgio Paranhos Fleury, Rubens Tucunduva e Firminiano Pacheco, e que faleceu no dia 25 de setembro, no Hospital das Clínicas. Seu laudo de exame necroscópico, datado de 26 de setembro, foi assinado pelos médicos-legistas Irany Novah Moraes e Antônio Valentini. Segundo depoimento de Manoel Cyrillo de Oliveira Neto, também militante da ALN, que se encontrava com Luiz no momento da emboscada, o militante foi ferido por volta das 15 horas do dia 24 de setembro. Investigações da CEMDP comprovaram que Luiz só deu entrada no Hospital das Clínicas às 18h33min e que, portanto, permaneceu por cerca de 3 horas em poder dos agentes do DOPS/SP. De acordo com informações fornecidas pelo hospital, Luiz faleceu à 1h30min do dia 25 de setembro de 1969. O corpo do militante foi sepultado no cemitério de São Miguel Arcanjo (SP).
Diante das investigações realizadas, conclui-se que Luiz Fogaça Balboni foi morto 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 continuidade das investigações sobre as circunstâncias do caso, para a identificação e responsabilização dos agentes envolvidos.
