31. července 1944 Antoine vzlétl na svůj poslední let z Borgo na Korsice, zamířil nad Grenobl v jižní Francii, aby zde pořídil průzkumné fotografie. Antoineův P-38 Lightning zmizel a 8. září 1944 byl oficiálně prohlášen za nezvěstného. Předpokládalo se, že byl sestřelen.
Několik dní poté, co zmizel, bylo východně od souostroví Frioul a jižně od Marseille nalezeno neidentifikovatelné tělo ve francouzské uniformě. A mnohem později jedna Francouzka uvedla, že sledovala havárii letadla kolem poledne poblíž zálivu Carqueiranne. Nikdy se však nepotvrdilo, že by tyto události souvisely s Antoinovým zmizením.
Až v září 1998 byly snad nalezeny důkazy o jeho zmizení, v tomto případě to byl stříbrný náramek se jmény Antoina Saint-Exupéryho a jeho manželky Consuelo a jménem jeho amerického nakladatele Reynala a Hitchcocka. Náramek byl zavěšen na kus látky, který je považován za součást Antoinovy letecké kombinézy. Náramek našel rybář Jean-Claude Bianco, východně od ostrova Riou, který je jižně od Marseille. Tento náramek byl nalezen docela daleko od jeho zamýšlené letové dráhy, což způsobilo, že někteří pochybovali o pravosti nármku, protože naznačoval, že Antoine možná nebyl sestřelen, což bylo něco, co bylo schůdnější…
