林彪出逃對毛澤東打擊非常大，經常以自嘲的口吻提到林彪。九一三時間之後一月有餘，毛澤東兩次對熊向暉等人幽默地說：「那個『副統帥』呢？那個『參謀總長』哪裡去了？」
1969年9月1日，一場儀式活動後，中國共產主義領袖毛澤東與手持紅寶書的林彪向群眾致意（圖源： Getty/VCG）
「九一三」後不久，周恩來在廣州給部隊領導機關作報告，講到他沒有下令打掉林彪座機時說：林彪是黨中央副主席，軍隊的副統帥，我僅是個政治局常委，在軍隊中又沒有掛職，怎能命令部隊把林彪打下來，怎麼向全黨、全軍和全國人民交代？
這時，周恩來命令打開華北地區所有雷達，監視這架飛機，並讓與機上通話，告訴飛機可以在任何一個機場降落。周恩來又命令空軍司令部調度室：「請你們向256號飛機呼叫，希望他們飛回來，不論在北京哪個機場降落，我周恩來都要到機場去接。」飛機上開著機器，但不回答。
1時55分，飛機在中蒙邊界414號界樁上空飛入蒙古境內，逐漸在中國的雷達屏幕上消失。
出於安全考慮，周恩來請毛澤東到人民大會堂暫住。周恩來陪毛澤東來到人民大會堂後，又用保密電話親自給各大軍區打電話。他在電話中委婉地說：
「廬山會議上第一個講話的那個人，帶著老婆、兒子叛國逃跑了！坐飛機逃向蒙古人民共和國方向去了！各部隊立即進入一級戰備，以應付一切可能發生的事。」
當時，有的大軍區負責人不敢相信是林彪叛逃了，還在電話中問是誰飛到蒙古去了。周恩來說：「你們還不懂嗎？」林彪的飛機飛出國境後，於13日凌晨2時許，在蒙古人民共和國的溫都爾汗草原墜毀，折戟沉沙，林彪、林立果和葉群等機上9人全部摔死。
9月14日下午，周恩來接到從外交部轉來的中國駐蒙古大使館的報告，稱有一架中國噴射機在蒙古失事。收到報告後，周恩來讓汪東興馬上報告毛澤東。
對林彪事件的發生，久經政治風浪的毛澤東表現得非常鎮靜，不過畢竟對他的刺激太大了。黨章中史無前例規定的接班人竟史無前例地陰謀政變，乘坐飛機外逃。毛澤東想不到他一直認為很了解的林彪，竟會採用如此極端的手段，那幾年在各種場合都時不時以自嘲的口吻提到林彪。
10月16日和26日，毛澤東曾兩次對熊向暉等人幽默地說：「那個『副統帥』呢？那個『參謀總長』哪裡去了？」他還不無感慨地說：「我的『親密戰友』啊！多『親密』啊！」
毛澤東還緩緩背誦了唐人杜牧的詩：「折戟沉沙鐵未銷，自將磨洗認前朝。東風不與周郎便，銅雀春深鎖二喬。」他接著說，「三叉戟飛機摔在外蒙古，真是『折戟沉沙』呀。」
「九一三」後，毛澤東還戲改了唐人杜甫《詠懷古蹟五首》之二「明妃詩」的詩句。這首詩的前4句是：「群山萬壑赴荊門，生長明妃尚有村。一去紫台連朔漠，獨留青冢向黃昏。」毛澤東將「明妃」改為「林彪」，變成「生長林彪尚有村」。
1972年，毛澤東用紅筆在白居易的《放言五首並序》中的第3首上，畫滿了著重線。白居易這首詩寫道：「贈君一法決狐疑，不用鑽龜與祝蓍。試玉要燒三日滿，辨材須待七年期。周公恐懼流言後，王莽謙恭未篡時。向使當初身便死，一生真偽復誰知。」毛澤東引用這首詩是想說明：認識一個人的真實面目是要有一個過程的。
儘管如此，這一切仍不能寬慰毛澤東。林彪的叛逃，實際上宣告了「文化大革命」的理論和實踐的破產。「九一三」事件使毛澤東受到強烈的震撼。這不僅是由於林彪是他親自選定的接班人，還在於已歷時5年的以「反修防修」為目的的「文化大革命」運動的發展，與他的主觀願望之間的衝突已經越來越尖銳。他擔憂黨和國家的命運和前途，但卻再也沒有時間和精力去作新的探索，迎接新的挑戰了。
林彪摔死了，毛澤東也病倒了。1971年秋季，毛澤東因感冒引起的肺心病日趨嚴重，至翌年1月發展到休克的程度。
經過搶救，毛澤東脫離了危險，此後卻已經行走困難，在室內行動都需要人攙扶。
1971年預定的國慶天安門慶典取消，此後也長期不再恢復，因為最主要的內容無法進行，那便是毛澤東無法再像過去那樣氣宇軒昂地走上天安門城樓。
可以說，「九一三」事件使毛澤東永遠告別了天安門城樓。
