2003年3月25日の夕刻、東京都文京区の自宅寝室において、首を吊った状態で倒れている古尾谷さんを妻の鹿沼えりさんが発見しました。救急隊が駆けつけたもののすでに心肺停止状態であり、死因は窒息死（縊死）による自死と断定されました。45歳という脂の乗り切った年齢での急逝は、芸能界のみならず社会全体に計り知れない衝撃を与えました。
遺書は遺されていませんでしたが、その後の取材や関係者の証言によって、自死に至る複合的な苦悩が徐々に明らかになりました。古尾谷さんは極めて繊細かつ完璧主義な性格であり、加齢とともに変化する役柄の幅や、映画からテレビドラマへと移り変わる芸能界のビジネス構造に対する深い葛藤を抱えていました。
妥協を許さない役作りを信条としていたがゆえに、自らが納得できる作品に出演できない焦燥感や仕事の減少が、次第に精神を蝕んでいきました。晩年は不眠やうつ状態に苦しみ、酒量が増えるなど心身のバランスを崩していたとされ、精神的な追い詰められ方が悲劇的な結末の一因となってしまいました。
