CIA

Michael schätzte, dass die Bombe um ca. 9:30 Uhr detonierte; der Bericht des Gerichtsmediziners legte den Todeszeitpunkt für Letelier auf 9:50 Uhr und für Moffitt auf 10:37 Uhr fest, wobei als Todesursache für beide Verletzungen durch die Explosion einer Autobombe angegeben wurden, die unter dem Auto auf der Fahrerseite platziert war.
Diego Arria intervenierte ein weiteres Mal, indem er Leteliers Leiche zur Beerdigung nach Caracas, Venezuela, brachte, wo sie bis zum Ende von Pinochets Herrschaft blieb.

Vertuschungsbemühungen
In einer eidesstattlichen Erklärung des US-Justizministeriums vom 23. August 1991 wurden die Bemühungen des Pinochet-Regimes zur Vertuschung seiner Rolle bei der Ermordung von Letelier und Moffitt ausführlich beschrieben. Die umfangreichen Bemühungen wurden unter dem Codenamen „Operación Mascarada“ zusammengefasst.

Untersuchung und Strafverfolgung
Die Ermittler stellten zunächst fest, dass die Explosion durch einen Plastiksprengstoff verursacht wurde, der so geformt war, dass sich die Wucht der Explosion auf den Fahrersitz konzentrierte. Die Bombe war mit Drähten oder Magneten an der Unterseite des Wagens befestigt und sprengte ein „kreisrundes Loch mit einem Durchmesser von 2 bis 2,5 Fuß“ in den Fahrersitz. Es wurde nicht angenommen, dass die Bombe durch einen Zeitzünder oder einen ferngesteuerten Zünder kontrolliert wurde.
In den Tagen nach dem Vorfall erklärten Sprecher des Außenministeriums der Vereinigten Staaten, das Ministerium sei „zutiefst besorgt über den Tod von Dr. Orlando Letelier“.

Aufgrund der Ermordung von Prats und der versuchten Ermordung von Bernardo Leighton wurde angenommen, dass es sich bei dem Vorfall um den letzten einer Reihe von staatlich geförderten Attentatsversuchen auf chilenische Exilpolitiker handelte. Ein Sprecher des Federal Bureau of Investigation (FBI) sagte, dies sei der erste Vorfall von Gewalt gegen chilenische Exilanten auf amerikanischem Boden gewesen, wie aus den Unterlagen der Behörde hervorgeht.
Eine Woche nach der Ermordung schickte der Rechtsattaché des FBI in Buenos Aires einen geheimen Kabelbericht nach Washington, der sich auf eine hochrangige Quelle im argentinischen Geheimdienstsekretariat stützte und in dem es hieß, der Mord sei wahrscheinlich das Werk der Operation Condor.

In dem Bericht mit der Bezeichnung „CHILBOM“ hieß es, Chile sei das Zentrum der Operation Condor und „eine dritte und geheimste Phase der Operation Condor beinhaltet die Bildung von Spezialteams aus den Mitgliedsländern, die Sanktionen bis hin zu Attentaten durchführen“.
Das FBI deckte schließlich Beweise dafür auf, dass Michael Townley, ein DINA US-Auswanderer, die Ermordung von Orlando Letelier im Auftrag Chiles organisiert hatte. Townley und Armando Fernandez Larios, der ebenfalls in den Mord verwickelt war, hatten Visa für die Einreise in die Vereinigten Staaten erhalten.
1978 willigte Chile ein, Townley an die Vereinigten Staaten auszuliefern, wo er begann, umfassend auszusagen.

Townley bekannte sich schuldig und gestand, dass er fünf Castro-feindliche kubanische Exilanten kontaktiert hatte, die ihm halfen, Leteliers Auto mit einer Sprengfalle zu versehen. Laut Jean-Guy Allard wurden nach Beratungen mit der Koordination der Vereinigten Revolutionären Organisationen (CORU), darunter Luis Posada Carriles und Orlando Bosch, die Kubano-Amerikaner José Dionisio Suárez Esquivel, Virgilio Paz Romero, Alvin Ross Díaz und die Brüder Guillermo und Ignacio Novo Sampol für die Ausführung des Mordes ausgewählt. Nach Angaben des „Miami Herald“ war Luis Posada Carriles bei diesem Treffen anwesend, bei dem Einzelheiten festgelegt wurden, die zum Tod von Letelier und dem Bombenanschlag auf die „Cubana“ zwei Wochen später führten.

Townley erklärte sich auch bereit, Beweise gegen diese Männer zu liefern, und zwar im Gegenzug zu einem Deal, der beinhaltete, dass er sich in einem einzigen Fall der Verschwörung zum Mord schuldig bekannte und zu einer zehnjährigen Haftstrafe verurteilt wurde. Seine Frau, Mariana Callejas, erklärte sich ebenfalls bereit, als Zeugin auszusagen, um nicht strafrechtlich verfolgt zu werden. Später wurde bekannt, dass Townley Chile verlassen wollte, um Schutz vor Manuel Contreras und seinem Stellvertreter Pedro Espinoza zu suchen.
Am 9. Januar 1979 begann der Prozess gegen die Brüder Novo Sampol und Díaz in Washington, D.C. Alle drei wurden des Mordes für schuldig befunden. Guillermo Novo und Díaz wurden zu lebenslänglichem Freiheitsentzug verurteilt.

Ignacio Novo erhielt acht Jahre. In einem neuen Prozess wurden die drei jedoch freigesprochen. Townley verbüßte etwa die Hälfte einer 10-jährigen Haftstrafe und wurde im Rahmen des Zeugenschutzprogramms freigelassen. Dionisio Suarez und Virgilio Paz blieben auf der Flucht, bis sie in den 1990er Jahren festgenommen wurden. Sie bekannten sich schuldig und verbüßten kurze Haftstrafen.
1987 floh Larios mit Hilfe des FBI aus Chile, da er befürchtete, Pinochet wolle ihn töten, weil er sich weigerte, bei der Vertuschung des Letelier-Mordes mitzuwirken. Am 4. Februar 1987 bekannte sich Larios in einem Fall der Beihilfe zum Mord schuldig. Im Gegenzug für dieses Geständnis und für Informationen über das Komplott ließen die Behörden die Anklage fallen.

Auch mehrere andere Personen wurden wegen des Mordes angeklagt und verurteilt. Unter ihnen waren General Manuel Contreras, ehemaliger Leiter der DINA, und Brigadier Pedro Espinoza Bravo, ebenfalls ehemaliger Mitarbeiter der DINA. Contreras und Espinoza wurden am 12. November 1993 in Chile zu sieben bzw. sechs Jahren Gefängnis verurteilt.
Im Jahr 2000 wurden 16.000 bis dahin geheime Dokumente von verschiedenen US-Regierungsstellen und -behörden freigegeben, um Material über politische Gewalt und Menschenrechtsverletzungen in Chile zwischen den späten 1960er und frühen 1990er Jahren freizugeben.

Nach Angaben des US-Außenministeriums rief Pinochet 1976 einen anderen rechtsgerichteten Präsidenten, den paraguayischen General Alfredo Stroessner, an und bat darum, dass Townley und Fernandez Larios Pässe mit gefälschten Namen erhielten. Fast unmittelbar nach dem Abstempeln der Visa stellten Beamte des Außenministeriums fest, dass die Pässe gefälscht waren, und annullierten die Visa; Townley und Fernandez Larios konnten jedoch im August 1976 in die USA einreisen.
Pinochet, der am 10. Dezember 2006 verstarb, wurde in diesem Fall nie angeklagt.
Diplomatische Klärung der zivilrechtlichen Haftung