Hitler y Braun vivieron juntos como marido y mujer en el búnker durante menos de cuarenta horas. A la 01:00 h del 30 de abril, el Generalfeldmarschall Wilhelm Keitel había informado que todas las fuerzas de las que Hitler había dependido para liberar Berlín habían sido rodeadas o forzadas a la defensiva.​ Alrededor de las 02:30, Hitler apareció en el corredor donde unas veinte personas, en su mayoría mujeres, se reunieron para despedirse. Caminó por la fila y estrechó la mano de cada uno de ellos antes de retirarse a sus habitaciones.​ A última hora de la mañana, con los soviéticos a menos de 500 m del búnker, Hitler se reunió con el General Helmuth Weidling, comandante del Área de Defensa de Berlín, quien le reportó que la guarnición probablemente se quedaría sin municiones esa noche y que los combates en la capital terminarían inevitablemente en las próximas veinticuatro horas.​ Weidling le pidió nuevamente permiso a Hitler para una evasión, aunque este no respondió y por ello tuvo que regresar a su cuartel general en el Bendlerblock. Alrededor de las 13:00 h recibió la autorización para intentar una escapada esa noche.​ Hitler, dos secretarias y su cocinera personal Constanze Manziarly almorzaron, para luego despedirse de los miembros del personal del Führerbunker y otros ocupantes, entre los que estaban Bormann, Goebbels y su familia, las secretarias y varios oficiales militares. Alrededor de las 14:30 h, Hitler y Braun entraron en el estudio personal.​

Varios testigos informaron más tarde que escucharon un fuerte disparo, aproximadamente a las 15:30 h. Después de esperar unos minutos, el ayuda de cámara de Hitler, SS-Obersturmbannführer Heinz Linge, abrió la puerta del estudio con Bormann acompañándolo.​ Linge luego declaró que notó de inmediato un aroma a almendras quemadas, una observación común en presencia de ácido prúsico (antiguo nombre del cianuro de hidrógeno). El ayudante personal de Hitler, SS-Sturmbannführer Otto Günsche, ingresó al estudio y encontró los dos cuerpos sin vida en el sofá. Eva, con las piernas estiradas, estaba a la izquierda de Hitler y se había desplomado lejos de él. Günsche declaró que Hitler estaba «sentado ... hundido, con sangre goteando de su sien derecha. Se había disparado con su propia pistola, una PPK 7.65».​ El arma yacía a su pies​ y, según el SS-Oberscharführer Rochus Misch, la cabeza de Hitler estaba tendida sobre la mesa frente a él.​ La sangre que goteaba de la sien derecha y la barbilla había hecho una gran mancha en el brazo derecho del sofá y se acumulaba en la alfombra. Según Linge, el cuerpo de Eva no tenía heridas físicas visibles y su rostro mostraba cómo había muerto, por envenenamiento con cianuro. Günsche y el SS-Brigadeführer Wilhelm Mohnke declararon «inequívocamente» que los extraños y los que realizaban tareas y trabajos en el búnker «no tuvieron acceso» a las habitaciones privadas de Hitler en el momento de la muerte (entre las 15:00 h y las 16:00 h).

Günsche abandonó el estudio y anunció que Hitler estaba muerto.​ De acuerdo con sus instrucciones escritas y verbales, los dos cuerpos fueron llevados escaleras arriba y, a través de la salida de emergencia del búnker, al jardín detrás de la Cancillería del Reich, donde fueron quemados con gasolina. Misch informó de la muerte de Hitler al SS-Obersturmbannführer Franz Schädle y regresó a la centralita telefónica; más tarde recordó que alguien gritaba que el cuerpo de Hitler estaba siendo quemado.​ Debido a que no habían funcionado los primeros intentos de encender la gasolina, Linge regresó al búnker y volvió con un grueso rollo de papeles, Bormann los encendió y los arrojó sobre los cuerpos. Cuando los dos cadáveres se incendiaron, un grupo que incluía a Bormann, Günsche, Linge, Goebbels, SS-Obersturmbannführer Erich Kempka, SS-Obersturmbannführer Peter Högl, SS-Hauptsturmführer Ewald Lindloff y SS-Obersturmführer Hans Reisser alzó los brazos en señal de saludo justo al ingresar por la puerta del búnker.

Alrededor de las 16:15, Linge ordenó al SS-Untersturmführer Heinz Krüger y el SS-Oberscharführer Werner Schwiedel que enrollaran la alfombra en el estudio de Hitler para quemarla. Tiempo después, Schwiedel declaró que al ingresar al estudio vio un charco de sangre del tamaño de un «platón de cena» junto al reposabrazos del sofá. Al encontrar un casquillo percutido, se inclinó y lo recogió, desde donde estaba sobre la alfombra, a aproximadamente un mm de una pistola 7.65.​ Después ambos quitaron la alfombra manchada de sangre, la subieron por las escaleras y la llevaron al jardín de la Cancillería del Reich. Allí fue colocada en el suelo y quemada.

Los soviéticos bombardearon el área dentro y alrededor de la Cancillería del Reich durante la tarde. Los guardias de las SS trajeron bidones adicionales de gasolina para quemar aún más los cadáveres. Linge luego notó que el fuego no destruía completamente los restos, ya que los estaban quemando al aire libre, donde la distribución del calor varía.​ Los cadáveres estuvieron ardiendo desde las 16:00 h hasta las 18:30 h. Aproximadamente a las 18:30 h, Lindloff y Reisser cubrieron los restos en un cráter de bomba poco profundo.