La tarde del 9 de octubre el cuerpo del Che Guevara fue llevado en helicóptero a Vallegrande y fue colocado en el lavadero del hospital Nuestro Señor de Malta, donde permaneció en exhibición pública durante ese día y todo el día siguiente, introduciéndosele gran cantidad de formaldehído para evitar la descomposición.

Cientos de personas (soldados, pobladores, curiosos, periodistas) concurrieron a ver el cuerpo. Hay gran cantidad de fotos de esos momentos, en las que el Che aparece con los ojos abiertos. Las monjas del hospital y las mujeres de la villa señalaron su parecido con Jesucristo y cortaron mechones de su pelo para preservarlos como talismanes. Los soldados y funcionarios se quedaron con cosas que llevaba el Che al morir. Debido a que ya estaba decidido que se haría desaparecer el cuerpo del Che Guevara, como el del resto de los guerrilleros, la noche del 10 de octubre se le cortaron las manos al cadáver para conservarlas como prueba de la muerte.

Existen diversas versiones sobre el destino final del cadáver. El General Juan José Torres declaró que el cuerpo había sido cremado, mientras que el General Alfredo Ovando afirmó lo contrario. Hay consenso entre los militares bolivianos presentes en el lugar de que la orden de cremación fue real pero que no pudo ser ejecutada por carecer de los medios adecuados, y también para evitar una eventual reacción negativa de la población debido al hecho de que en Bolivia la cremación era ilegal. También existía cierto consenso en que el cadáver del Che había sido enterrado en la madrugada del 11 de octubre por el teniente coronel Selich, en una fosa diferente de los otros seis guerrilleros