Index: clang/lib/Lex/HeaderSearch.cpp
===================================================================
--- clang/lib/Lex/HeaderSearch.cpp
+++ clang/lib/Lex/HeaderSearch.cpp
@@ -415,7 +415,9 @@
       FixupSearchPath();
       return *Result;
     }
-  } else if (auto Res = HS.getFileMgr().getOptionalFileRef(Dest)) {
+    // If lookup failed, fall back to file lookup using relative path directly.
+  }
+  if (auto Res = HS.getFileMgr().getOptionalFileRef(Dest)) {
     FixupSearchPath();
     return *Res;
   }
Index: clang/test/Headers/Inputs/headermap_relpath/empty.hmap.json
===================================================================
--- /dev/null
+++ clang/test/Headers/Inputs/headermap_relpath/empty.hmap.json
@@ -0,0 +1,5 @@
+{
+  "mappings":{
+    "empty/empty.h":"include/empty.h"
+  }
+}
Index: clang/test/Headers/Inputs/include/empty.h
===================================================================
--- /dev/null
+++ clang/test/Headers/Inputs/include/empty.h
@@ -0,0 +1 @@
+
Index: clang/test/Headers/headermap_relpath.cpp
===================================================================
--- /dev/null
+++ clang/test/Headers/headermap_relpath.cpp
@@ -0,0 +1,9 @@
+// Test relative include paths in headermap files
+// ========================================================================== //
+
+// RUN: rm -f %t.hmap
+// RUN: %hmaptool write %S/Inputs/headermap_relpath/empty.hmap.json %t.hmap
+// RUN: %clang_cc1 -fsyntax-only -I %t.hmap -I %S/Inputs %s
+
+#include <empty/empty.h>
+int main() { return 0; }