Nel dicembre del 1980, dopo gli Europei di Calcio, Peronace si trovava a Roma in ritiro con la Nazionale, ormai in partenza per il Mundialito del 1981: morì, all'età di 55 anni, tra le braccia di Enzo Bearzot, a causa di un arresto cardiaco; il suo posto venne ricoperto dal già campione azzurro Gigi Riva.