In mei 1967 nam Bandini deel aan de Grand Prix van Monaco, waarbij hij in de race zelf als tweede reed achter Denny Hulme, die dat jaar wereldkampioen zou worden. In de 82e ronde verloor hij de macht over het stuur in de Nouvelle Chicane (de chicane na het uitkomen van de tunnel). Hij raakte de strobalen, wat voorkwam dat hij in het water terechtkwam. De auto ging over de kop en vloog in brand, waarbij Bandini door de klap buiten bewustzijn geraakte. Marshalls haalden hem weliswaar uit zijn brandende wagen, maar toen had hij al zware brandwonden. Zijn lichaam stond nog kort in brand. Drie dagen later overleed hij in het ziekenhuis aan zijn verwondingen. Sinds zijn dood zijn strobalen in de Formule 1 verboden en zijn vervangen door vangrails.