Villeneuve se je smrtno ponesrečil v trčenju pri 200 km/h z dirkačem Marcha, Jochenom Massom, na treningu pred Veliko nagrado Belgije 1982 v Zolderju. Nesreča se je pripetila le dva tedna po hudem sporu z moštvenim kolegom Didierom Pironijim glede Pironijevega prehitevanja Villeneuva na Veliki nagradi San Marina v Imoli. V času smrti je bil Villeneuve zelo priljubljen tako med gledalci Formule 1, kot tudi med žurnalisti, na katere je imela njegova smrt globok vpliv. Od sezone 1982 je postal ikona v zgodovini Formule 1, znan po izjemni kontroli dirkalnika, agresivnem dirkanju in po tem, da ni nikoli odnehal. Njegov sin, Jacques Villeneuve, je postal prvak Formule 1 v sezoni 1997.