Patroli di daerah-daerah pun ditingkatkan, yang mana Yos Sudarso mengomandoi langsung patroli tersebut. Akhirnya pada 15 Januari 1962, Yos beserta anak buahnya berangkat patroli ke Laut Aru, Maluku.
Saat patroli, Yos membawa tiga unit kapal jenis Motor Torpedo Boat (MTB). Misi patroli yang bersifat senyap itu ternyata ketahuan oleh pihak Belanda.
Tak tinggal diam, Belanda langsung mengejar dengan kapal perusak yang dimilikinya. KRI Macan Tutul yang ditumpangi akhirnya menjadi umpan agar dua KRI lain dapat melarikan diri.
Ketika dalam kondisi terdesak, perintah dari Yos Sudarso kepada para awak hanya satu, yaitu laksanakan pertempuran. Akan tetapi, kekuatan yang tak berimbang harus dibayar mahal, KRI Macan Tutul beserta seluruh awak ya harus gugur dan tenggelam.
Yos Sudarso meninggalkan seorang istri bernama Siti Mustini, dan 3 orang anak. Putranya yang terkecil saat itu baru berusia 18 bulan.
Sebagai tanda penghargaan pemerintah atas jasa-jasanya, selain Bintang Dharma yang diterimanya, pangkat Komodor Yos Sudarso dinaikkan satu tingkat menjadi Laksmana Muda anumerta. Penghargaan tertinggi diberikan pemerintah berupa gelar pahlawan nasional pada 1973, dengan Surat Keputusan Presiden Nomor R088/TK/Tahun 1973, tanggal 6 November 1973.
"Semoga semangat dan nilai-nilai luhur yang ditinggalkan oleh para pahlawan, dapat meningkatkan rasa cinta tanah air dan bangga menjadi bagian dari NKRI," tutupnya.