Na noite do dia 19 de Outubro de 1986, o avião presidencial que transportava Machel e sua delegação que regressavam de uma cimeira na Zâmbia, despenhou-se na zona de Mbuzini, na África do Sul enlutando o continente africano. A partir de Lusaca, onde se encontrava exilado, o líder do ANC, Oliver Tambo, enviou três dias depois, uma mensagem de condolência ao Comité Central da FRELIMO em que descreveu Samora Machel como “um combatente insuperável que lutou para transformar o sul da África, em um libertado da humanidade”. Tambo acrescentava que Machel “foi morto pelo único inimigo que pode ganhar com sua morte, o regime de apartheid de Pretória e seus agentes”.
A morte do Presidente Machel continua a ser um mistério, e objeto de constantes pesquisas. Há aqueles que acreditam que foi alvo de uma conspiração interna em coluio com correntes externas do regime do apartheid por ter prometido fazer mexidas no aparelho de Estado depois do seu regresso de viagem. Há também a teoria de que o acidente deveu-se a negligencia dos pilotos russos que durante o voo estariam mais entretidos com coisas fúteis. Há ainda a versão a implicar directamente o regime do apartheid de ter usado um aparelho que desviou o avião presidencial da sua rota fornecendo falsas coordenadas ao piloto.
A África do Sul (Tribunal e Inteligência Militar) chegou a criar Comissão de Inquérito chefiada por um reputado juiz Cecil Margo para investigar o acidente que levou a queda do avião presidencial. A comissão passou a chamar-se “Comissão Margo”, em homenagem ao seu coordenador que era igualmente um investigador especializado em acidentes de avião. Há 9 de Julho de 1987, a comissão produziu o seu relatório concluindo que o acidente foi causado por erro do piloto. Ou seja, a “Comissão Margo” concluiu que a aeronave estava em condições de aeronavegabilidade e com plena manutenção e que não havia evidências de sabotagem ou de forças externas envolvidas. Esta conclusão foi, por sua vez, contestada por um relatório subsequente das Investigações Médicas Soviéticas e Moçambicanas. A versão do relatório da equipa soviética concluiu que um farol isca fez com que o avião se desviasse do curso antes de cair perto da fronteira entre os dois países.