У 1982 Вільнев потрапив в аварію, зіткнувшись з машиною Йохена Маса. Трагедія сталася 8 травня 1982 на бельгійській трасі Зольдер, під час кваліфікації. При вході в поворот червоний болід Жиля під номером 27 зачепив переднім колесом болід Йохена Маса, внаслідок чого машина Вільнева кілька разів перекинулася і звалилася на асфальт, а самого пілота викинуло з кокпіта. Він лежав у відбійників далеко від уламків. Бригада медиків спробувала надати йому першу допомогу, але шанси були незначні. У госпіталі Святого Рафаеля з'ясувалося, що у Вільнева смертельний перелом хребта. Дізнавшись про аварію, його дружина, яка перебувала в Монако, негайно виїхала до Бельгії. Після шести годин наполегливої ​​боротьби за життя Жиля Вільнева не стало.