Pe 13 septembrie 1913, în condiţiile în care mai mulţi piloţi îşi anunţaseră intenţia de a traversa Carpaţii, Vlaicu porneşte în temerara încercare, din teama de a nu fi întrecut.
În ziua fatidică, inventatorul de numai 31 de ani, a plecat din Bucureşti, îndreptându-se spre Ploieşti, unde a aterizat pentru alimentarea avionului. A decolat, dar deasupra localităţii Băneşti, din judeţul Prahova, a pierdut din înălţime şi apoi s-a prăbuşit.
Cauzele nu sunt nici acum cunoscute, fiind avansate atât ipoteza unui atac de cord, cât şi problele tehnice ale avionului. Moartea sa a îndoliat România, iar pe 17 septembrie 1913, într-un convoi însoţit de aeroplanul Vlaicu I, a fost condus pe ultimul său drum de mii de oameni şi înhumat la Cimitirul Bellu.
