Bei der Heimfahrt aus ihrer Sommerresidenz am 13. September 1982 erlitt sie hinter dem Lenkrad des von ihr gesteuerten Autos in einer Haarnadelkurve an der Côte d’Azur einen Schlaganfall. Daraufhin kam das Fahrzeug von der Straße ab und stürzte 40 Meter tief einen Abhang hinunter. Die mit ihrer Mutter im Unglückswagen sitzende Prinzessin Stephanie überlebte schwer verletzt.
Gracia Patricia erlitt so schwere Verletzungen, dass sie am 14. September verstarb. Drei Tage lang konnten die Monegassen am offenen Sarg in der Schlosskapelle Abschied von ihrer Landesmutter nehmen, bevor Gracia Patricia am 18. September 1982 in Anwesenheit von rund 800 geladenen Trauergästen zu Grabe getragen wurde.