Burton omkom 24 år gammel i en bussulykke i Sverige under bandets Damage Inc. turné i 1986. Bandet hadde klaget på at det var så ukomfortabelt å sove på bussen deres, og om kvelden den 26. september spilte Kirk Hammett og Burton kort om hvem som kunne velge seng først. Burton fikk et sparess og vant. Dermed valgte han seg Kirk sin seng. Cliff sov gjennom hele natten, og rundt kl 7 om morgenen neste dag hevdet bussjåføren at han kjørte over et lag med rim på veien. Han mistet kontroll over bussen, kjørte av veien (E4, to mil nord for Ljungby) og tippet over på gresset. Burton ble slengt ut av vinduet og fikk bussen over seg. I et forsøk på å få ham løs brukte man en kran som skulle løfte bussen opp på veien igjen. Under forsøket på å løfte opp bussen så røk kjettingene mellom kranen og bussen, noe som resulterte i at bussen falt over Burton igjen. Det er uvisst om han på dette tidspunktet allerede var død.