Την 1η Μαΐου 1994, θα γινόταν το Γκραν Πρι του Σαν Μαρίνο στην πίστα της Ίμολα. Τις δύο προηγούμενες μέρες είχαν συμβεί δυο σοβαρά ατυχήματα: το πρώτο την Παρασκευή με τον νεαρό τότε Ρούμπενς Μπαρικέλο (R.Barrichello) ο όποιος τραυματίστηκε σοβαρά. Την επόμενη ημέρα ο Ρόλαντ Ράτζενμπεργκερ (Roland Ratzenberger) (Αυστριακός οδηγός της Βρετανικής MTV Simtek Ford στην πρώτη του χρονιά στην Φόρμουλα, 34 ετών τότε) δεν είχε την τύχη του Μπαρικέλο και βρήκε ακαριαίο θάνατο στην πίστα καθώς έπειτα από σφοδρή σύγκρουση με ταχύτητα 314,9 χλμ/ώρα, τραυματίστηκε σοβαρά στον αυχένα.
Η σύντροφός του Σένα, η Αντριάνα, εκμυστηρεύτηκε ότι μετά το θανατηφόρο ατύχημα του Ρόλαντ Ράτζενμπεργκερ είχε δει τον Άιρτον να κλαίει και να παρακαλάει να αναβληθεί ο αγώνας, έχοντας ένα παράξενο κακό προαίσθημα. Παρόλα αυτά, όμως, ο αγώνας θα γινόταν κανονικά.
Στην πρώτη θέση της εκκίνησης, για τρίτη συνεχόμενη φορά εκείνη την χρονιά, ήταν ο Σένα. Στον έβδομο γύρο, στη στροφή Tamburello, για αδιευκρίνιστους μέχρι σήμερα λόγους, έχασε τον έλεγχο του μονοθεσίου του και έπεσε στον τοίχο. Δύο ώρες αργότερα, ο Σένα έφυγε από την ζωή. Μέχρι σήμερα ακούστηκαν πολλά σενάρια για το πώς έγινε το ατύχημα, όμως κανένα δεν έγινε δυνατό να αποδειχτεί. Μετά τον θάνατό του η ομάδα του, (Γουίλιαμς), δικάστηκε για το αδικαιολόγητο σπάσιμο του τιμονιού της FW16. Μετά από δικαστικές διαμάχες που διήρκεσαν μερικά χρόνια, τελικά αθωώθηκε.
Η είδηση του θανάτου διαδόθηκε με αστραπιαία ταχύτητα παγκοσμίως, πυροδοτώντας θρήνο στην ιδιαίτερη πατρίδα του, το Σάο Πάολο. Χιλιάδες θαυμαστές του πήγαν στο πατρικό του σπίτι κλαίγοντας. Ο πρόεδρος της Βραζιλίας Ιταμάρ Φράνκο, ανακοινώνοντας τον θάνατό του από την τηλεόραση, κήρυξε την χώρα σε τριήμερο εθνικό πένθος, ενώ έθεσε το προεδρικό αεροπλάνο στην διάθεση της οικογένειάς του για να μεταφέρουν τη σορό του στην πατρίδα, όπου την προσκύνησαν περισσότεροι από ένα εκατομμύριο Βραζιλιάνοι.
Ο Σένα σε ηλικία 34 ετών, ενός μηνός και 10 ημερών, ο μεγαλύτερος σύγχρονος πιλότος και αστέρας της Formula 1, είχε περάσει στην αιωνιότητα.
