Na półwyspie znalazł się, wracając do Londynu z podróży inspekcyjnej polskiego wojska stacjonującego na Bliskim Wschodzie.
O godzinie 11.06 wieczorem samolot typu Liberator z Władysławem Sikorskim na pokładzie wystartował z Gibraltaru. Natychmiast runął do wody w pobliżu końca pasa startowego.
W trakcie katastrofy liberator dokonał kapotażu i wkrótce odwrócony do góry brzuchem osiadł na dnie. Kraksę przeżył tylko czeski pilot maszyny Eduard Prchal. Oprócz polskiego premiera zginęło w niej prawdopodobnie jeszcze 15 osób. Wokół katastrofy narosło dużo kontrowersji, wielu badaczy uważa, że była ona skutkiem zamachu. Niewykluczone, że dokonanego na zlecenie Stalina.
W 2008 roku IPN wszczął w tej sprawie śledztwo. W jego ramach dokonano ekshumacji ciała gen. Sikorskiego. Okazało się, że premier doznał obrażeń charakterystycznych dla ofiar wypadków komunikacyjnych, co wykluczyło, że został przed katastrofą otruty, zastrzelony czy uduszony. Takie pojawiały się bowiem wcześniej teorie.