او در ۹ شهریور ۱۳۵۷، طی سفری رسمی به لیبی به دعوت معمر قذافی، ناپدید شد. بسیاری گزارش‌ها حاکی از قتل او در همان زمان توسط قذافی است، ولی گزارش‌هایی نیز در دست است که بنابر آنها او کشته نشده و در زندان‌های لیبی بوده است. پس از سقوط معمر قذافی نیز هیچ گزارش رسمی جدیدی از وضعیت او به دست نیامده است.

سید موسی صدر درس‌های ابتدایی را در دبستان حیات قم گذراند و پس از آن وارد دبیرستان سنایی شهر قم شد و هم‌زمان با دورهٔ دبیرستان، به تحصیل علوم اسلامی در حوزه علمیه قم مشغول شد. او پس از اتمام سیکل و بخش مقدمات علوم حوزوی، در خرداد ۱۳۲۲ رسما به حوزه علمیه قم پیوست، و طی مدتی کوتاه، دروس دوره سطح را به پایان رسانید.

دوستان اصلی هم بحث امام صدر را در قم، حضرات آیات سید موسی شبیری زنجانی، سید مهدی روحانی، شهید بهشتی، سید عبدالکریم موسوی اردبیلی و ناصر مکارم شیرازی، و در نجف، پسرعمو، دوست صمیمی و هم بحث او آیت‌الله شهید سید محمد باقر صدر تشکیل می‌دادند. او همچنین با سید محمد علی موحد ابطحی رابطه صمیمانه‌ای داشت