Марселль открыл фонарь кабины, чтобы хоть как-то проветрить ее. Он по кратчайшему пути направился к линии фронта в сопровождении обер-лейтенанта Шланга и лейтенанта Пёттгена. Последний занял позицию рядом с истребителем своего командира и, командуя по радио, помогал ему ориентироваться. С расстояния в несколько метров Пёттген сквозь клубы дыма иногда видел бледное лицо Марселля. На командном пункте JG27 командир эскадры Нойманн, прильнув к рации, вслушивался в короткие переговоры между ними: «
Задыхаясь и почти ничего не видя в едком дыму, летчик все же смог дотянуть до расположения немецких войск. В 11.35 самолеты пересекли линию фронта в районе городка Сиди-Абдэль-Рахман, приблизительно в 26 км северо-западнее Эль-Аламейна. Марселль передает:
Оба сопровождающих «Мессершмитта» отворачивают, один – вправо, другой – влево, чтобы их командир мог спокойно покинуть самолет. В этот момент истребитель Марселля находится на высоте около 200 метров в двух километрах южнее местечка Сиди-эль-Аман. В полном соответствии с инструкцией пилот делает переворот и отстегивает привязные ремни, чтобы центробежная сила выбросила его из кабины.
Пёттген говорит с облегчением:
С земли все это видели солдаты 115-го гренадерского полка. Полковой врач обер-артц доктор Бикк сразу же на автомобиле отправился к месту падения. Вот что он затем написал в отчете:
Вероятно, произошло следующее. В последний момент, перед тем как покинуть кабину «Мессершмитта», Марселль случайно нажал на ручку управления. Практически ослепнув от едкого дыма и ослабев от удушья, летчик просто не успел заметить, как самолет перешел в крутое пикирование под углом 70–80°. Иначе он легко бы мог это исправить и избежать удара о самолет. Воздушный поток затянул его и с силой бросил на хвостовое оперение. Видимо, этот удар и стал смертельным. Во всяком случае, мгновенно потеряв сознание, Марселль уже не мог открыть парашют.
На основании изучения обломков самолета был сделан вывод, что причиной катастрофы стало разрушение шестерен дифференциального механизма, что, в свою очередь, привело к возгоранию масла. Специальная комиссия особо подчеркнула, что саботаж или ошибка пилота были исключены.
Всего Ханс-Йоахим Марселль совершил 388 боевых вылетов, проведя в воздухе в общей сложности 482 часа 49 минут.
1 октября 1942 г. его похоронили на немецком военном кладбище в ливийском городе Дерна. На траурной церемонии выступили командующий 2-м воздушным флотом генерал-фельдмаршал Альберт Кессельринг и командир JG27 майор Эдуард Нойманн. В тот же день о гибели Марселля было официально сообщено в информационной сводке Главного командования Вермахта.