15 августа 1990 года в 12 часов 28 минут Виктор Цой погиб в автокатастрофе. ДТП произошло на 35 километре трассы «Слока — Талси» под Тукумсом в Латвии, в нескольких десятках километров от Риги. Согласно наиболее правдоподобной официальной версии, Цой заснул за рулём,после чего его «Москвич-2141» светло-серого цвета вылетел на встречную полосу и столкнулся с автобусом «Икарус-250».
"Столкновение автомобиля «Москвич-2141» светло-серого цвета с рейсовым автобусом «Икарус-250» произошло в 12 час. 28 мин. 15 августа 1990 г. на 35 км трассы Слока — Талси. Автомобиль двигался по трассе со скоростью не менее 130 км/ч, водитель Цой Виктор Робертович не справился с управлением. Смерть В. Р. Цоя наступила мгновенно, водитель автобуса не пострадал. …В. Цой был абсолютно трезв накануне гибели. Во всяком случае, он не употреблял алкоголь в течение последних 48 часов до смерти. Анализ клеток мозга свидетельствует о том, что он уснул за рулем, вероятно, от переутомления." — из милицейского протокола
19 августа Виктор Цой был похоронен на Богословском кладбище в Ленинграде.
Смерть Виктора Цоя была шоком для множества поклонников. Несколько фанатов даже покончили с собой. Сотни человек пришли на похороны Виктора.
По версии создателей д/ф из цикла «Следствие вели…», Цой попал в аварию, когда решил переставить другой стороной кассету в своём магнитофоне, тем самым он отвлекся от движения у «слепого поворота» дороги.