Am 5. Oktober 2014 verunglückte Bianchi beim Großen Preis von Japan in Suzuka schwer. In der 43. Runde kam er auf regennasser Fahrbahn von der Strecke ab, prallte in das Heck eines Bergungsfahrzeuges und dabei mit dem Kopf an dessen Ausgleichsgewicht, das gerade den eine Runde zuvor von der Strecke abgekommenen Sauber von Adrian Sutil barg. Das Rennen wurde abgebrochen. Bianchi wurde zunächst an der Rennstrecke notfallmedizinisch versorgt und dann ins nahe gelegene Universität-Mie-Krankenhaus gebracht, in dem er operiert wurde. Am 19. November 2014 gaben Bianchis Eltern bekannt, dass ihr Sohn nicht mehr im künstlichen Koma liege und selbständig atmen könne. Er wurde in seine Heimatstadt Nizza geflogen. Nach neun Monaten im Koma erlag er am 17. Juli 2015 im Krankenhaus von Nizza den Folgen seiner bei dem Unfall erlittenen Verletzungen.