毛泽东是如何得知这一确切消息的，有两种说法：一种是《周恩来年谱》和《周恩来传》上所说，是周恩来“亲往毛泽东处报告情况”。另一种是汪东兴所说，周恩来、汪东兴等都在人民大会堂开会，中央办公厅副主任王良恩接到外交部送来的电报后，报告周恩来。“周总理看到报告后，在会场上对我说：‘得到了一个很重要的消息，你是不是马上去报告毛主席。’我说：‘我马上就回去报告毛主席。’当时，毛主席就住在人民大会堂北京厅。我跑了一段路到北京厅，把这个消息报告了毛主席。”（汪东兴：《毛泽东与林彪反革命集团的斗争》，当代中国出版社１９９７年版，第２１２页）显然，此处汪东兴所说他第一个向毛泽东汇报有误。
据汪东兴讲，毛泽东闻讯后问了不少问题。“毛主席想了一下，问我：‘这个消息可靠不可靠？为什么一定要在空地上坠下来？是不是没有油了？还是把飞机场看错了？’我对毛主席说：‘飞机到底是什么情况，现在还不清楚，大使准备去实地勘察。目前还不知道飞机是什么原因坠落下来的。’毛主席又问：‘飞机上有没有活的人？’我对毛主席说：‘这些情况都不清楚，还要待报。’这个消息虽然很不具体，但它却使毛主席、周总理和正在人民大会堂参加会议的中央政治局大多数同志心里的石头落了地。”（汪东兴：《毛泽东与林彪反革命集团的斗争》，当代中国出版社１９９７年版，第２１２页）
林彪座机越出国境中央做了全面准备（4）
周恩来向政治局成员宣布了林彪摔死的消息，会场上马上变得一片轻松。晚上大家吃了一顿好饭，还破例喝了茅台酒。（高振普：《周恩来卫士回忆录》，上海人民出版社２０００年版，第１２７页）
实际上，周恩来的反应是极为复杂的。
一周之后，当中国驻蒙古大使馆派人送回林彪等折戟沉沙的大量照片，周恩来在人民大会堂看后，当房间里只剩下他和纪登奎时，却突然号啕大哭。周恩来的侄女周秉德在《我的伯父周恩来》一书中写道：“这是一种长久压抑到了极限，终于无法再压抑而爆发的哭声，一种痛楚无比撕肝裂肺的痛哭，纪登奎一下呆住了：不是亲眼目睹，他压根儿不会相信，发出这种哭声不是别人，正是面对墙壁双肩颤抖的周恩来！就是刚才还和大家一样露出久违的笑容，举杯庆祝这不幸中的万幸的周恩来！自从调到中央工作，纪登奎看到的周恩来永远是从容、镇定、乐观。像今天这样的失控，纪登奎是第一次看见，真感到太意外了，太震动了，以至说话结结巴巴：‘总理，总理，林彪一伙摔死了，这是不幸中的万幸，应该说是最好的结局了，您该高兴，对不？’周恩来回过身来，双肩依然在颤动，脸上老泪纵横，他摇着头，声音嘶哑地反复说：‘你不懂，你不懂！’”
１０月初，周恩来到广州送走外宾后，应邀给广州部队领导机关作报告，谈了林彪出逃的一些情况，并说明了２５６号林彪座机不是他下令打下来的。他感慨地说：“主席说，天要下雨，娘要嫁人，由他去吧！主席尚能宽容林彪，我周恩来为什么要阻拦他呢？主席南巡时也说过，林彪还是要保的，如果他承认了错误，还可以给他当一个政治局委员。主席对林彪都很宽宏大量，我为什么要置林彪于死地呢？”最后，他自责地说：“‘萧何月夜追韩信’还追回来了，可惜啊，我周恩来没能把林彪追回来……”（晓亮、文军：《十大元帅之谜》，河南人民出版社，１９９３年版）
（四）黄、吴、李、邱“四大金刚”六神无主，惶惶不安
在中央和军队里面，最引人注目的是黄永胜、吴法宪、李作鹏、邱会作四人的态度。根据林彪出逃后掌握的材料，他们并不了解林立果的暗杀阴谋，也不了解林彪南逃广州另立中央的阴谋。１９８０年审判时的特别法庭副庭长伍修权在《审判林彪、江青反革命集团主犯的回顾》一文中写道：“黄永胜是个主要人物，他的罪行特点是同林彪、叶群关系特别密切。”“吴法宪罪行的特点，是把空军的权力交给了林立果。”“李作鹏的要害问题，我们抓的是‘九一三’事件中，由他放跑了林彪的座机问题。”“邱会作的突出问题是在总后实行法西斯专政。”但伍修权后来说他们参与了“两谋”。
９月１２日是个星期天，这一天，黄永胜在家，吴法宪在家打乒乓球，李作鹏一家去逛颐和园，邱会作先开会后在西山看电影。如果第二天去广州另立中央，他们恐怕不会如此悠闲。此外，１２日晚“小舰队”王飞等制订第二天前往广州另立中央的计划时，曾有把黄、吴、李、邱设法弄上飞机的种种方案，其中包括欺骗，骗到机场后如果不从就绑架等。如果他们参与了另立中央的阴谋，是根本不需要这样来行动的。
但是，毕竟他们同林彪的关系不同寻常，何况林彪出逃前几天他们之间有些反常表现。并且，从已经缴获的林彪一伙的罪证材料表明，他们与林彪、叶群关系密切，有重大嫌疑。９月１４日毛泽东告诉周恩来：“看他们１０天，叫他们坦白交代，争取从宽处理。老同志，允许犯错误，允许改正错误，交代好了就行。”
黄、吴、李、邱心中有数，在惶惶不安中，开始了串联。一天，邱会作来到李作鹏家，商量是否向中央写个检讨报告。李作鹏当即回答说：“不，要看看。”
据邱会作的妻子胡敏交代，大约１５～１７日间的一天，李作鹏对她说：“有些问题准备安到林彪头上，因林死了，查不清了。”
林彪一出逃，吴法宪的妻子陈绥圻就开始销毁证据，她销毁了吴法宪参加庐山会议期间的记录本和叶群写给吴法宪“此时无声胜有声”的条幅，以及一个叫吴统成的人在１９７１年夏揭发林立果在广州搞阴谋活动的信等。（老久主编：《林彪和他的十大干将》下，甘肃文化出版社１９９８年版，第４９８页、第４３５页）
１０天后，毛泽东要汪东兴向周恩来询问黄永胜等人的情况。周恩来当即与汪东兴前往毛泽东处汇报，说黄永胜等人在拼命烧材料，黄永胜把一个痰盂都烧炸了。
毛泽东说：他们是在毁灭证据，这些人是要顽抗到底了！根据毛泽东的意见，周恩来表示要立即处理黄永胜等人的问题。第二天，即９月２４日，周恩来代表中共中央宣布对黄永胜、吴法宪、李作鹏、邱会作四人实行隔离审查。（中共中央文献研究室编：《周恩来年谱》，中央文献出版社１９９７年版，第４８３页、第４８５页）
黄永胜被北京卫戍区司令员吴忠押走时，“浑身打颤，两腿瘫软，是被两名卫戍区干部架着走出大会堂，塞进汽车的。”如果不是有鬼，何至于此！（《黄、吴、李、邱最后的顽抗》，载《光明日报》２０００年１１月２３日）
但黄永胜的“鬼”，和政变并无关系。
林彪出逃激起的外交波澜（1）
林彪出逃不仅在国内，在国际上也引起了极大震动。由于事件的真相是逐渐披露的，这种震动也表现为从猜测、误会到证实后大吃一惊的戏剧性过程，并且一直伴随着种种传说。
（一）中蒙关系再度受到冲击和考验，但缓和的总体趋势最终没有受到影响
从２０世纪６０年代初，由于蒙古当局追随苏联反华，中蒙关系便处于紧张状态。１９７１年８月２２日，中国新任驻蒙古大使许文益到乌兰巴托莅任，标志着中蒙关系有所缓和，开始走向正常化。谁知不到一个月，就因一架中国大型飞机在蒙古境内坠毁而出现了某种危机。
９月１４日上午，蒙古副外长额尔敦比列紧急约见许大使，受政府委托通知如下事情：“１３日凌晨２时左右（注：后来蒙方肯定为２时２５分），在我国肯特省贝尔赫矿区以南１０公里处，有一架喷气式飞机失事。经多方察看，那架飞机是属于中国人民解放军某部的飞机，乘员９人，其中包括一名妇女，不幸全部遇难。这件事我们通知中国大使馆迟了一些，因为事情发生在夜里，我们知道得也比较晚，而且我们还要派人去了解情况。”接着，副外长就中国军用飞机深入蒙古领空提出口头抗议，希望中国政府就此事的原因作出正式解释，蒙方保留再提出交涉的权利。最后，副外长表示：现在天气还比较暖和，尸体需要按照某种方式掩埋，请中方拿出意见。
当天中午，中国大使馆将此突如其来的情况用电报报告给外交部，并请示如何处理。党中央也就是由此得知林彪机毁人亡的。下午６点多钟，驻蒙使馆收到国内指示电报，内容大致是：许大使立即约见蒙古副外长，奉命通知：“１３日２时许失事的飞机，可能是迷失方向误入蒙古国境，我们表示遗憾。请蒙政府立即派飞机载我大使及随员亲往现场视察。”经交涉，蒙方同意派飞机载大使前往现场视察。大使馆再次请示国内，尸体如何处理？１５日清晨，使馆收到国内关于死难者尸体处理的指示电，内称：尸体尽量争取火化，将骨灰带回，如确有困难，可拍照作证，就地深埋并竖立标记，以便今后将骨骸送回国内。电报没有提及这架飞机的任何情况。
９月１５日下午，许大使等４人在蒙方有关方面人员陪同下，乘飞机到坠机现场作了勘察。１６日上午，许大使等再度到现场复查。鉴于蒙方没有火葬的习俗，且当地不具备火葬条件，双方协议，就地土葬死者。土葬地点是蒙方建议的，他们走下现场西坡，来到距现场１１００米的一个较高的山坡前，指画着说：“这里地势较高，向东可以看到失事现场，而且每天迎着刚升起的太阳，葬在这里好。”１６日中午，死者无名无姓，每人白布裹身，享受到一口白茬棺木，按照编号，集体葬入一个昨夜挖好的长１０多米、宽３米、深１．５米的土坑。掩埋后，没有墓碑，每具棺木的头顶只有一个高出地面的木牌，上书红色阿拉伯数字编号。
由于不知道机上是谁，出于人道主义，中方人员还对“遇难同胞”三鞠躬，表示哀悼。
接下来，中蒙双方就飞机是否系军用飞机、坠毁原因、入境责任等问题，先后举行了５轮会谈，以便形成一个双方签字的文件。出自各自的利益，加之有些问题真相并不清楚，双方各执一词的情况在所难免，甚至多次发生激烈争论。
林彪出逃激起的外交波澜（2）
９月２３日，大使馆根据国内指示，向蒙方索要死者遗体、遗物，但没有成功。
９月２９日、３０日，蒙古广播电台和《真理报》先后播发和刊出消息，报道了坠机事件，就中国飞机“侵犯”蒙古领空一事，向中国方面提出“抗议”，并要求作出“正式解释”。
事后分析，９月２０日以后，蒙古方面根据种种迹象，已揣测出飞机上有一位大人物，并已猜想到林彪，但又难以肯定。以至９月３０日晚我大使馆举行国庆招待会，出席招待会的蒙方国防部的外事处长私下“咬着耳朵”问我使馆工作人员：“林彪还活着吗？”我使馆工作人员根据国内指示回答：“一切如旧。”
总起来看，中蒙双方在坠机事件上的处理是理智的，尽管其中有些冲突和不愉快，但在对整个事件的处理过程中，双方的配合基本上是友好的，刚刚有所好转的中蒙关系没有因此受到影响，出现波折和逆转，而是继续朝着缓和的方向发展。（孙一先：《在大漠那边》，中国青年出版社２００１年版，第１６４页、第１９６页、第２７２页、第２７３页）
（二）苏联克格勃积极介入坠机事件，苏联政府暗自庆幸
苏联在蒙古驻扎了大量军队，无孔不入的苏联克格勃在蒙古的活动十分活跃。林彪座机坠毁之后，克格勃很快就介入其中，并进行了耸人听闻的活动。
在中国大使馆人员９月１５日到温都尔汗坠机现场勘察前，苏联方面已经捷足先登，抢先到现场拆走了三叉戟飞机的主发动机，取走了飞机上的“黑匣子”。他们的专业人员是从赤塔乘坐苏军直升机飞往现场的，为此，蒙古方面刻意将中国大使馆人员前往现场勘察的时间推迟了一天，以保证苏联方面有足够的时间先行研究、取证。（孙一先：《在大漠那边》，中国青年出版社２００１年版，第１９３页、第３３５页）
开始，克格勃并没有弄清飞机的真实情况和死者的真实身份，他们只是对这架英国制造的飞机的发动机感兴趣。到９月２０日左右，他们已从种种蛛丝马迹中猜测出飞机上有一个大人物，甚至差不多怀疑到是林彪。为了证实这一点，于是，林彪坠机后５个星期，十多个苏联人专程从莫斯科赶到坠机现场，十分残忍地挖开坟墓，逐个检验尸体，将林彪和叶群的耳朵和头颅割下来，耳朵用于鉴定耳廓，把头颅放在架起的柴锅里煮，然后把头骨装箱，带回苏联慢慢研究。
为了使鉴定头骨和耳廓的结论万无一失，根据林彪在苏联养伤、养病过程中留下的病历，１１月７日，克格勃第三次来到坠机现场，第二次掘开坟墓，开棺验尸。他们详细检查林彪的尸体，并带走了尸体的上半身。他们在林彪尸体的右肺确实发现了钙化的硬块，证实了与病历中的Ｘ光片完全一致。
据参与此事的苏联方面人士称，从坠机事件发生到１９９３年澳洲记者彼德·汉纳姆获准采访当年参与验尸的克格勃人员，２２年间，全世界只有４个人知道这个事件的结果，他们是：苏联共产党总书记勃列日涅夫、克格勃主席安德罗波夫和克格勃将军扎格沃兹丁、病理学家托米林。（孙一先：《在大漠那边》，中国青年出版社２００１年版，第３３３页、第３３６页）
由于出现坠机事件，驻蒙古苏军一度处于紧急战备状态。
林彪出逃激起的外交波澜（3）
林彪出逃，前往投靠苏联，这只是他一厢情愿的选择。就苏联一方而言，事情却未必那么简单。如果林彪叛逃成功，苏联有可能持欢迎态度，为手中掌握一张同中国、同毛泽东对抗的“王牌”而喜出望外；但也有可能感到为难，因为捡到了一个烫手的山芋。当