1. Загинув 27 березня 1968 року під час випробувального польоту на літаку Міг-15

Не дивлячись на те, що Гагарін став заступником директора по підготовці на базі космонавтів Зоряного містечка, він в той же час знову вступив на посаду льотчика-випробувача.

27 березня 1968 року під час звичайного тренувального польоту з авіабази Чкаловський він і льотний інструктор Володимир Серьогін загинули в авіакатастрофі Міг-15 поблизу міста Киржач. Гагарін і Серьогін були поховані в стінах Кремля на Червоній площі.

Люди не впевнені, що послужило причиною аварії, але слідство 1986 року вважає, що турбулентність перехоплювача Су-11 «Fishpot-C» з використанням форсажних камер могла вивести літак Гагаріна з-під контролю.

Російські документи, відкриті для громадськості в березні 2003 року, показали, що КДБ змінило власне розслідування події. У доповіді КДБ вказав багато змов, замість того щоб показувати дії персоналу бази.

У повідомленні говориться, що авіадиспетчер надав Гагаріну стару інформацію про погоду, але до часу його польоту умови стали дуже поганими. Наземний екіпаж також залишив паливні баки на літаку. Запланованого польоту Гагаріна була потрібна хороша погода і ніяких підвісних баків.

Розслідування закінчилося, постановивши, що літак Гагаріна почав обертатися, або з-за удару птиці, або з-за раптового віражу, щоб уникнути іншого літака. З-за старого прогнозу погоди екіпаж вважав, що вони вище, ніж насправді, і не міг належним чином відреагувати, щоб вивести Міг-15 з обертання.