3 августа 1896 года Лилиенталь совершил очередной полет с холма и начал готовиться к следующему, на новом биплане с управляемым рулем высоты. Надев аппарат на плечи, он после короткого разбега взмыл в воздух, а его помощник Бейли тотчас включил хронометр, чтобы засечь время полета. Поначалу все шло хорошо – аппарат плавно спустился к подножью холма, потом начал набирать высоту и вдруг потерял скорость, на мгновение завис, «встал на дыбы» и круто упал с высоты 30 м.
Когда Бейли подбежал к месту катастрофы, Лилиенталь был без сознания. Потом установили, что у него был переломлен третий шейный позвонок. Вызвали врачей, отправили авиатора в берлинскую больницу, но спасти его не удалось – на следующий день Лилиенталь скончался. Его последними словами были: «Жертвы должны быть принесены...»