Villeneuve va morir al xocar a més de 230 km/h amb Jochen Mass, pílot de March Engineering durant els entrenaments lliures del Gran Premi de Bèlgica de 1982.L'accident va ser només dues setmanes després d'una gran discussió amb el seu company d'equip Didier Pironi a causa de l'avançament que aquest va realitzar a Gilles durant el Gran Premi de San Marino de 1982. En el moment de la seva mort Gilles era molt popular entre els periodistes i els aficionats. La seva mort va commocionar la categoria i Gilles va esdevenir una de les icones de l'esport, recordat pel seu pilotatge agressiu i la seva actitud lluitadora.