極端組織伊斯蘭國在網上發放片段，聲稱已將日本人質後藤健二斬首。片段見到穿著橙色囚衣的後藤健二跪在地上，身邊一名帶有英國口音的持刀蒙面男子表示，由於日本首相安倍晉三作出魯莽決定，參與一場無法取勝的戰爭，不單令後藤健二遇害，亦令其他日本人遭殘殺，是日本惡夢的開始。日本防衛大臣中谷元說，片段相信是真確。首相安倍晉三舉行內閣會議，商討對策，誓言不會向恐怖主義屈服，會同國際社會合作，將兇徒繩之於法，並繼續提供人道援助，對抗伊斯蘭國極端份子。後藤的母親對兒子被殺感到震驚，無法言語。
英國傳媒說，片段中的劊子手，就是殺死其他西方人質的約翰。有敘利亞反對派說，從山區地形分析，相信當地就是敘利亞代爾祖爾省東部。伊斯蘭國在最新片段，並無提及被挾持的約旦戰機機師卡薩斯貝，是否仍然在生。