Zemřel ve funkci premiéra, při letecké havárii svého soukromého letounu Cessna 421. Kolem nehody se vynořilo mnoho pověstí a konspiračních teorií. Letiště v Portu, z něhož vzlétl a nedaleko něhož se zřítil, dnes nese jeho jméno (Aeroporto Francisco Sá Carneiro).