Но как это часто бывает, гениальность часто оборачивается обратной негативной стороной. У Этторе Майораны начались проблемы с психикой. Когда в 1933 году он заболел гастритом и был вынужден соблюдать строгую диету, то стал очень нервным, раздражительным, в разговорах часто срывался на крик. Друзья и сослуживцы ожидали, что вскоре Этторе вернётся к своему нормальному состоянию, но тому становилось всё хуже и хуже. Он перестал появляться в университете Неаполя, где преподавал в то время, почти не выходил из дома, предпочитая полное уединение.
Лишь в 1937 году наступило улучшение. Майорана как будто пришёл в себя, появился в университете, выразил желание снова преподавать. Тогда же он напечатал свою статью, которая оказалась последней в его жизни…
После, казалось бы, миновавшего кризиса Этторе вдруг удивил всех: он перевёл свои деньги на счёт в Неаполе, попросил выдать ему всю зарплату и авансы и купил билет на пароход, отправляющийся 25 марта 1938 года на Сицилию, в Палермо. Но когда пароход прибыл в место назначения, физика на нём не оказалось…
В номере неаполитанской гостиницы было обнаружено страшное письмо, адресованное родным Майораны: «У меня только одно желание — чтобы вы не одевались из-за меня в чёрное. Если захотите соблюсти принятые обычаи, то носите любой другой знак траура, но не дольше трёх дней. После этого можете хранить память обо мне в своём сердце и, если вы на это способны, простить меня».
Второе письмо было получено в Неапольском университете: «Я принял решение, которое было неизбежно. В нём нет ни капли эгоизма; и всё же я хорошо понимаю, что моё неожиданное исчезновение доставит неудобства вам и студентам. Поэтому я прошу вас меня простить — прежде всего за то, что пренебрёг вашим доверием, искренней дружбой и добротой».
Эти страшные письма явственно указывали, что молодой человек решил покончить жизнь самоубийством. Но вскоре в университет пришла телеграмма. В ней учёный умолял не обращать внимания на его мрачное письмо. Затем от Майораны получили ещё одно странное письмо: «Море не приняло меня. Завтра я возвращаюсь. Однако я намерен оставить преподавание. Если вам интересны подробности, я к вашим услугам».
Но на другой день Майорана не появился, и никто из родственников и знакомых больше никогда его не видел…
Полиция начала выяснять обстоятельства исчезновения физика. Основная версия — он покончил с собой, прыгнув с парохода. Но в то же время нашлись свидетели, которые утверждали, что видели Майорану в Неаполе уже после его таинственного исчезновения…