В канун Нового 1966 года Артамонова приняла окончательное решение расстаться с Ворониным. Она собрала вещи и ушла к матери. Новый год встретила в компании со своим новым кавалером – Александром Бычковым, который был на шесть лет ее моложе. Узнав об этом, Воронин воспылал к жене дикой ревностью. На протяжении тех лет, что Воронин жил с Артамоновой, он привык к тому, что она всегда ему подчинялась, боялась его и не перечила. Видимо, он решил, что и в этот раз все будет, как прежде. Но ошибся.

4 января Воронин пришел в дом своей тещи. Далее – рассказ брата И. Артамоновой Владимира Артамонова:

«Все произошло на моих глазах.

Воронин пришел домой по обыкновению выпившим.

– Выйдем в другую комнату, поговорим, – бросил он жене. Инга встала с дивана, и они оказались обращенными лицом друг к другу… Я сидел так, что видел лишь спину Воронина.

– Ну что тебе? Говори, – сказала она.

Вдруг я увидел, как туловище Воронина отклонилось в левую сторону и чуть назад, а правая рука сделала резкое движение в направлении груди Инги.

– Вот тебе!

Инга вскрикнула:

– Ой, мама, сердце!

Не отдавая себе отчета в происшедшем, я сорвался с места и сзади обхватил Воронина. Удерживая его, я взглянул на Ингу. Она схватилась руками за левую сторону груди, потом правой рукой выдернула клинок (у ножа от сильного удара треснула рукоять и осталась в кулаке Воронина).

Инга сделала шаг к двери, мама – за ней, Воронин рванулся за ними, но я его удержал. Мы повалились на диван, потом на пол. Нельзя было допустить, чтобы он нагнал Ингу… Раз она побежала, значит, рана не так опасна, значит, будет жить…

Через несколько минут Воронин все же вырвался и зачем-то вышел на балкон (из уголовного дела я потом узнал, что незаметно для меня он подобрал с пола треснувшую деревянную ручку от ножа и бросил ее с балкона восьмого этажа в снег). Телефона у нас не было, и я бросился на улицу к автомату – вызывать милицию.

Как выяснилось позже, Инга вместе с мамой спустилась на два этажа, в квартиру, где жил врач. Инга легла на тахту, мама побежала к знакомым звонить в «Скорую». Тем временем у Инги заклокотало в груди, в горле послышался хрип, и она потеряла сознание… Ни врач, жившая в этой квартире, ни приехавшие на «Скорой» медики уже ничем не могли помочь…».

Уже буквально на следующий день после этого происшествия Москва полнилась слухами о нем. Чего только люди не говорили о смерти чемпионки: что ее убил любовник, что она покончила с собой, что ее застрелил муж, уличивший ее в лесбийской любви (по городу ходили слухи об «особенных» отношениях Артамоновой с конькобежкой Александрой Чудиной), и т. д. Официальные власти откликнулись на это событие 6 января коротким некрологом в газете «Советский спорт»: «Преждевременно и трагично оборвалась жизнь Инги Артамоновой… Выдающаяся советская спортсменка… Замечательный человек, всю свою жизнь она посвятила развитию советского спорта… В жизни Инга совершила спортивный подвиг… Ей принадлежат многие рекорды мира… Инга завоевала своими замечательными человеческими качествами, выдающимися спортивными достижениями, теплым и товарищеским отношением к людям всеобщую любовь и признательность среди широких кругов спортивной общественности как в нашей стране, так и за ее пределами…»

Между тем главный виновник происшествия – Воронин – был арестован милицией на следующий день после убийства. Началось следствие. Вот что вспоминает об этом В. Артамонов:

«Воронин врал безбожно. И что он не понимал, как это произошло; и что Инга сама пошла на нож; и что мать дернула Ингу за руку, и Инга наткнулась на острие.