Valens hadde en særpreget stemme, men hans karriere ble kort. Etter åtte måneder i rampelyset omkom han i en flystyrt 3. februar 1959, 17 år og 8 måneder gammel. Denne dagen blir omtalt som «The day the music died» i Don McLeans sang «American Pie», som er sterkt inspirert av flystyrten. To andre stjerner døde sammen med ham, Buddy Holly og The Big Bopper. Piloten Roger Peterson omkom også. Flyet styrtet i Clear Lake (Iowa) bare få minutter etter takeoff.