2015年11月，在卸任政法委书记10天之后，吴沙落马。早在落马之前，已有多名吴沙的直系下属落马，包括原广州市番禺公安分局副局长蔡彬、原广州市公安局副局长何靖。

吴沙本人对自己的落马似乎也早有预料。退休前几个月，吴沙一改往常在下属面前不苟言笑的模样，私下多次讲起，“找个机会，把跟了自己几十年的‘老人儿’们叫到一起聚聚。”吴沙所说的“老人儿”是广州市公安局的原下属。

接下来，在聚会当晚，凌晨钟声响起时，吴沙突然端起酒杯站在窗边，朝向东山湖公园的方向久久凝视。将近一分钟后，吴沙高举杯中酒在空中比划了一圈，继而洒在地板上。临走时，他对身后的老下属说出4个字，“后会有期”。

贪腐的这1000多万从何而来？广东省纪委反腐专题片《永不懈怠的斗争》中曾经提到，打牌技术很一般的吴沙，却能场场都赢：“有些小老板就说了，吴沙的打牌技术非常一般，既然非常一般为什么他能赢呢？场场都赢。那些小老板就直接讲了，就是利用这种方式向他行贿。”

身陷囹圄后的他曾忏悔道：对不起党，对不起组织，自己下一步也很清楚是什么结果，早知道这样，早一点警惕自己，不会走到今天这一步。