Drugim lotem, w którym miał uczestniczyć – ponownie na pokładzie Challengera – była misja STS-51-L. Powierzono mu dowództwo wyprawy, która okazała się jego ostatnią. 28 stycznia 1986 – 73 sekundy po starcie z Przylądka Canaveral – znajdujący się w fazie wznoszenia wahadłowiec eksplodował na pułapie 14,6 km. W katastrofie śmierć poniosło sześcioro pozostałych członków załogi: Michael Smith, Judith Resnik, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Gregory Jarvis oraz Christa McAuliffe. Na kilka sekund przed eksplozją Scobee nadał ostatni meldunek radiowy, jaki dotarł do centrum kontroli lotu z pokładu Challengera. Potwierdzając informację kontrolera naziemnego, wypowiedział słowa: „Zrozumiałem, idziemy na zwiększonym ciągu”.