193111109上午8點，徐誌摩乘坐中華航空公司“濟南號”郵政專機從南京北上，他要去參加林當晚在北京協和禮堂為外國使節舉辦的中國建築藝術講座。飛機到達濟南南部的黨家莊地區時，突然大霧彌漫，難以辨別航向。為了找到準確的航線，飛行員不得不降低飛行高度。不料飛機撞山(現濟南市長清區古雲湖街道辦事處)後立即墜入山谷，機身起火，機上人員全部遇難(兩名飛行員和徐誌摩)。
除了林的直接原因外，他的死因還與陸小曼遲遲不同意北上、大霧的影響、主機工程師王前壹天深夜忙著籌備女兒的婚事以及飛行途中精神不佳有關。
蔡元培為他寫下挽聯:說話是詩，行動是詩，終身行為是詩。詩的意義穿透了，它有了自己的天堂；可以坐船死，可以坐車死，可以躺在隔間裏死，不小心死了也不用怕路。