W sprawie jego śmierci prokuratura i policja prowadziły czynności mające na celu wyjaśnienie okoliczności zgonu. Prokuratura Okręgowa w Warszawie ujawniła wstępne wyniki sekcji zwłok generała – potwierdzono postrzał głowy – ranę wlotową i wylotową; nie ujawniono innych obrażeń ciała. W czerwcu 2013 prokuratura umorzyła śledztwo. Według opinii biegłych: „Śledczy prowadzący sprawę nie stwierdzili cech przestępstwa. Jednocześnie z dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że samobójcza śmierć w dniu 16 czerwca 2012 r. nie była szczegółowo zaplanowana”. Sprawę śmierci Sławomira Petelickiego poruszyła Dorota Kania w książce Cień tajnych służb z 2013.
Jego żona, Agnieszka Petelicka, była m.in. producentką filmową (w 1996 została matką chrzestną Sztandaru Jednostki Wojskowej GROM).
Upamiętnienie W 2010 nakładem Wydawnictwa Literackiego ukazała się książka pt. GROM. Siła i honor, wywiad-rzeka ze Sławomirem Petelickim, autorstwa Michała Komara, drugie wydanie ukazało się w 2013. Po śmierci generała w 2013 ukazały się książki: nakładem Czarnej Owcy publikacja pt. Ostatni samuraj. Rozmowy o generale Petelickim (Triumf i dramat człowieka honoru) autorstwa Anity Czupryn i Doroty Kowalskiej i w czerwcu 2013 nakładem Znaku wydano książkę pt.