Президиум ЦК КПСС и Совет Министров СССР представили Ларионова к присвоению звания Героя Социалистического Труда за «проявленную инициативу и проведенную большую организаторскую работу по подъему трудящихся области на выполнение взятых ими высоких социалистических обязательств». 25 декабря 1959 г. на пленуме ЦК К. Е. Ворошилов тожественно вручил ему эту награду.

На 1960 г. Рязанская область взяла еще более высокие обязательства – 200 000 тонн мяса. Однако заготовки не превысили 30 000 тонн. После массового забоя предыдущего года поголовье уменьшилось по сравнению с 1958 г. на 65 %. Колхозники, у которых под расписку временно изъяли скот, отказывались обрабатывать колхозные земли, что привело к падению производства зерна на 50 %. Рязанская область была разорена. В Москву стали поступать многочисленные жалобы колхозников на произвол и самоуправство местных властей. Люди требовали вмешательства центра. Ларионов полностью осознавал свою ответственность за положение дел. Из-за этого он начал злоупотреблять алкоголем.

Бюро ЦК КПСС рассмотрело ситуацию в Рязанской области и приняло решение освободить Ларионова от обязанностей первого секретаря обкома партии, назначив пленум по выборам нового руководителя региона на 23 сентября 1960 г. Также рекомендовалось лишить его Золотой Звезды Героя Социалистического Труда.

Вечером 22 сентября 1960 г. Ларионов, собрав партактив области, поставил вопрос о своем исключении из партии. Он попросил прощения у всех, кого вынудил заниматься приписками. Соратники пообещали Ларионову, что его освобождение от должности мотивируют состоянием здоровья.

Вернувшись домой, он покончил жизнь самоубийством. Причина его смерти до сих пор вызывает споры. По одной версии, Ларионов застрелился. Эту точку зрения считает верным большинство исследователей. Есть версия о том, что Ларионов принял большую дозу снотворного. Этой точки зрения придерживается современный исследователь А. Ф. Агарев. В своей книге «Трагическая авантюра. Сельское хозяйство Рязанской области в 1950–1960 гг. А. Н. Ларионов, Н. С. Хрущев и другие. Документы, события, факты» он пишет: «Было установлено, что смерть наступила вследствие отравления большой дозой снотворных таблеток (из желудка извлекли даже еще не растворившиеся таблетки)… Жена не усмотрела, может быть, его спасли бы. После принятия тайком снотворного он играл с внуком, а потом захрапел и затих. Жена не раз проходила мимо комнаты, но увидела его уже посиневшего». Ларионова похоронили с почестями на Скорбященском кладбище Рязани.

После его смерти были сняты с работы руководители ряда других областей. Они, подобно Ларионову, занимались приписками сельскохозяйственных показателей. Многие награждения были аннулированы.

Применение в ряде регионов авантюристских методов перевыполнения поставок привело к катастрофическим последствиям. За шесть лет семилетки, то есть к 1964 г., производство сельскохозяйственной продукции увеличилось только на 6 %, а показатели по мясу упали по сравнению с данными 1958 г. Американский уровень экономики продолжал оставаться недостижимым. В 1960 г. в США было произведено 98,4 кг мяса в расчете на душу населения, тогда как в СССР – лишь 40,6 кг. Провал экономической гонки становился все более очевидным для советского руководства. В призывах ЦК партии к 1 мая 1961 г. лозунг «Догнать и перегнать Америку!» уже не упоминался. Это означало и фактический отказ от контрольных цифр развития народного хозяйства СССР, провозглашенных Хрущевым, ввиду их невыполнимости.