吴佩孚去世以后，在北平的日本占领军和伪政府官员纷纷前往祭奠，甚至连日本侵华最高司令官也参加公祭仪式。而华北沦陷区的各省市亦连续三日降半旗致哀，蒋介石亦亲自致唁电给北平的什锦花园吴宅，“先生托志《春秋》，精忠许国，比岁以还，劲节弥厉，虽暴敌肆其诱胁，群奸竭其簧鼓，迄后屹立如山，不移不屈，大义炳耀，海宇崇钦。先生之身虽逝，而其坚贞之气，实足以作励兆民，流芳万古”。
因为自吴佩孚牙病发作到去世，只有短短十天时间，所以吴佩孚的死因就变得扑朔迷离。目前来看，主要有三种说法：一是被日本间谍杀害，吴佩孚的孙子吴运乾、吴运坤曾有详细叙述；二是被国民政府的特工人员投毒致死，这是当时沦陷区报纸上的说法，因为国民政府害怕吴佩孚与日本人合作，所以选择了这种方式；三是患牙病并发败血症的说法，这是参与“吴佩孚手术”的日本高级间谍的说法。
吴佩孚的灵柩在北平拈花寺停放七年之后，到1946年12月才安葬于北平西郊玉泉山西麓的坟地中。抗战胜利以后，吴佩孚生前的故交邓锡侯、杨森等倡议发起公葬，国民政府发来褒电，“故吴上将军佩孚，于沦陷期间，忠贞不屈，大节凌然，为国殉没。为表彰忠烈，追赠陆军上将衔”，时任贵州省主席的杨森主持公葬事宜，组成以行政院长孔祥熙、华北行辕主任李宗仁为主任委员的“蓬莱吴上将军营葬委员会”，并向全国各界募捐公葬费。