Vukovich kuoli ketjureaktio-onnettomuudessa - kun hän oli 17 sekunnin johdolla -
1955 Indianapolis 500 -kilpailu. Hän oli poistumassa toisesta mutkasta, jäljittämässä kolmea hitaampaa autoa - joita ajoivat Rodger Ward, Al Keller ja Johnny Boyd - kun Wardin auto osui takaosaan ulkoseinään ja kääntyi, lepäämässä raidan keskellä rikkinäisen akselin seurauksena. Keller meni sisäpiiriin välttääkseen Wardiä, menetti hallinnan ja liukastui takaisin raiteelle. Hän osui Boydin autoon ja työnsi sen Vukovichin tielle. Kun hänen autonsa meni ulkoseinän yli ja nousi ilmaan, se pyörähti ilmassa useita kertoja laskeutuen pysäköityjen autojen päälle ennen kuin se pysähtyi ylösalaisin ja syttyi tuleen. Hänen autonsa osui lentäessä matalaan siltaan. Boydin auto myös kääntyi ja laskeutui ylösalaisin. Kun auto paloi, Ed Elisian pysäytti vahingoittumattoman autonsa ja juoksi kohti Vukovichia yrittäen pelastaa hänet. Sillä ei ollut väliä; Vukovich oli kuollut välittömästi. Hänen päänsä oli osittain katkaistu, kun hänen autonsa törmäsi matalaan siltaan. Kaksi katsojaa loukkaantui myös, kun Vukovichin auto laskeutui heidän jeeppiinsä.