Machel ble innsatt som Mosambiks første president 25. juni 1975, etter det politiske skiftet som kom med nellikrevolusjonen i Portugal. Den 19. oktober 1986 var Machel på vei tilbake fra et internasjonalt møte i Malawi i presidentflyet (Tupolev Tu-134) da flyet krasjet i Lebombofjellene nær Mbuzini i Sør-Afrika, like ved grensen til Mosambik og Swaziland. Det var ni overlevende, men president Machel og 24 andre døde, deriblant mosambikiske ministere og embetsmenn. Representanter for Sovjetunionen lanserte teorien om at flyet med vilje ble omdirigert av et falskt navigasjonssignal i regi av det militære etterretningsvesenet til apartheid-regimet i Sør-Afrika. En rekke spekulasjoner er fortsatt knyttet til flystyrten, men selv nyere etterforskning utført på oppdrag fra den sørafrikanske regjeringen har ikke kunnet fastslå om årsaken var en pilotfeil, teknisk feil eller sabotasje i regi av det sørafrikanske apartheidregimet.