極端組織伊斯蘭國在透過網上電台，發放三十八秒聲帶，證實在限期過後，已經處決其中一名日本人質湯川遙菜，並要求第二名日本人質的親友，向日本政府施壓，釋放在約旦被判死刑的伊斯蘭國女成員，換取人質重獲自由。聲帶並無提及人質後藤健二的名字，亦無交代湯川被殺過程，以及為何要求釋放女囚犯。
聯合國安理會及歐美領袖，先後譴責伊斯蘭國殺死湯川遙菜。日本首相安倍晉三拒絕回應，會否要求約旦釋放女囚犯。有分析指，伊斯蘭國突然改變放人條件，可能因為他們向日本索取贖金失敗，而轉變策略，此外亦要離間日本及約旦，合作救出人質。