全国性饥荒和大面积非正常死亡接连出现，许多地方甚至发生了人吃人的惨剧。关于具体死亡人数，至今未有精确统计数据公布。當時由於中國內地的消息封鎖，一般專家不易精確的統計死亡人數，各种渠道公布的非自然死亡人数是2000万左右，其中光是四川的非正常死亡人数就达1000万，这也成为二十世纪人类历史上最严重的饥荒之一。中国大陆徐涤新主编《当代中国的人口》提供的数据，1959年到1961年非正常死亡人数约为2144万人。而早在1958年非正常死亡就已出现，如四川、山东、河南、甘肃当年则高达21.11‰、个别省份则延续到1962年（四川省1958-1962年平均死亡率达34.03‰。普通死亡率则仅为7.02‰）据此，中共中央党校教授林蕴晖做出结论，从1958年到1962年间，中国因大跃进运动导致的非正常死亡人数，约在3000万左右。另外，根据另外一位新华社记者杨继绳的计算，大饥荒饿死国人为3600万。香港大學人文學院講座教授馮客 (Frank Dikotter)，在2010年9月出版的《Mao’s Great Famine》指出，他用了4年遍閱全國解封檔案，認為大跃进造成4500万人非正常死亡。国家计生委和国家统计局下达的国家级课题，以及西安交大的蒋正华计算结果，是1700多万。