Den 28. juni 1940 ble Balbo skutt ned da han var ved i ferd med å lande et fly på den italienske flyplassen ved Tobruk noen få minutter etter et britisk angrep. Balbo ble skutt ned av italienske artillerister og drept. Krysseren begynte å skyte på hans Savoia-Marchetti SM.79 fly, som hadde det sivile registreringsmerket «I-MANU» til ære for hans kone Donna Manu, hvoretter flyplassens anti-luftskyts fulgte opp. Det er fortsatt ikke klarlagt hvem av dem som skjøt ham ned. Regjeringen i Roma fastholdt at hendelsen var et uhell, men Balbos nærmeste venner og familie var overbevist om at det var et mord utført etter ordre fra Mussolini. Denne tanken fikk næring under Mussolinis neste besøk i Tobruk. Han kom for å inspisere de italienske styrkene, og nektet å besøke stedet hvor Balbo døde. I et intervju i 1997 med en av skytterne som skjøt ham ned hevdet denne at Balbos fly kun var blitt identifisert som et fiendtlig mål, da Balbo kom inn lavt og mot solen etter et angrep av britiske Bristol Blenheims. men debatten fortsetter.