Vid en dramatisk olycka den 10 september strax efter starten på Autodromo Nazionale Monza, Italiens Grand Prix 1978, skadades Peterson allvarligt. Han avled på sjukhus dagen efter olyckan på grund av fettemboli, som uppstod vid ett kirurgiskt ingrepp för att åtgärda benfrakturerna. Blodpropparna transporterades med blodet till lungorna. Där orsakade de ARDS (acute respiratory distress syndrome) eller chocklunga, ett akut, livshotande tillstånd, som kan ha en dödlig utgång.