Yelchin harusnya bertemu teman-temannya untuk latihan pada malam itu. Namun, karena tak kunjung hadir, mereka pun mendatangi kediamannya yang tidak jauh dari lokasi latihan. Saat tiba di dekat rumah, Yelchin pun ditemukan dalam keadaan tak bernyawa. Kemudian, seperti dikutip dari CNN, pihak kepolisian Los Angeles mengatakan bahwa kecelakaan yang dialami oleh Yelchin masuk dalam kategori aneh. Menurut Jennifer Houser, juru bicara, mengatakan Yelchin diduga keluar dari mobil saat parkir di jalur parkir dekat rumahnya sendiri, Studio City.
Namun saat keluar, mobilnya tersebut justru mundur dan menabraknya dari belakang. Saat ditabrak, mobil tidak melindas Yelchin, justru terus mendorong badannya menuju pagar dan pilar bata di kompleks rumahnya. Akibat hantaman keras dari depan dan belakang serta jepitan dari mobil dalam waktu yang lama, Yelchin pun langsung meninggal di tempat.
Menurut Houser, keanehan mulai muncul saat polisi yang olah tempat kejadian perkara menemukan kalau mobil dalam keadaan mati saat mundur. Kemudian, mobil pun diduga telah direm dengan erat sehingga tidak mungkin bisa mundur begitu saja. Banyak yang menduga kalau rem tangan dari mobil Yelchin tidak terangkat dengan penuh. Houser mengatakan tidak ditemukan kekerasan dari benda lain selain mobil dan pagar tersebut yang menyebabkan kematian.