Den 9. juni fløy Lundsten sitt siste tokt som sjef for skvadronen. Litt over klokken 21.00 på kvelden var skvadronen på rekognoseringstokt over invasjonsstrendene. Skvadronen ble gjort oppmerksom på fiendtlig aktivitet i luften, og tok opp jakten. De fikk ikke øye på tyskerne, og satte kursen tilbake til England. Royal Navy oppfattet de norske flyene som tyske på vei ut av Frankrike, og åpnet ild. Lundstens fly ble som den eneste truffet av ilden. Det ble sist observert vinglende, på vei inn i en sky. Lundsten ble aldri funnet. Hans britiske forlovede, miss Lee fra Earl's Court Road i London, fikk den triste nyheten av jagerflyger Martin Gran, som tok over skvadronen fra Lundsten. Til sammen fløy han nesten 300 Spitfires i tjeneste i England.