วันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2520 เวลาประมาณ 08.40 น. ม.จ.วิภาวดี รังสิต ได้ประทับ ฮ.ตร.หมายเลข 1715 ออกจากโรงปูนซีเมนต์ อ.ทุ่งสง จ.นครศรีธรรมราช มุ่งไปยัง อ.พระแสง และ อ.เคียนซา จ.สุราษฎร์ธานี ซึ่งมีแผนจะเสด็จเยี่ยมทหาร ตำรวจ ตชด. อส. เจ้าหน้าที่ฝ่ายปกครอง และประชาชน ซึ่งมี ร.ต.อ.อภิรัตน์ พิลึก เป็นนักบินที่ 1 ร.ต.ต.วีนัส ฉิมน้อย เป็นนักบินที่ 2 การเดินทางในวันนั้นมีผู้ร่วมเดินทาง 9 นาย คือ หลวงพ่อฤษีลิงดำ, หลวงปู่ครูบาธรรมชัย, พ.ต.ท.สุดินทร์ สิงหรา ณ อยุธยา ผกก.ตชด.เขต 8, นพ.สุพาสน์ บูรพัฒน์ ผอ.รพ.นครศรีธรรมราช, ร.ต.ท.ยุทธนา ปาละนิติเสนา ผบ.มว.ประจำ กก.ตชด.เขต 8, นางมาลี จันทรักษ์ พยาบาล, นายกิตติ ขันธมิตร มหาดเล็กหลวง, นายวิชัย ซึ่งเป็นลูกศิษย์หลวงพ่อ หลวงปู่

ระหว่างเดินทางไปยัง สภ.อ.เคียนซา จ.สุราษฎร์ธานี ทรงทราบจากวิทยุสื่อสารว่า มีเจ้าหน้าที่ ตชด.ซึ่งไปทำการสร้างบ้านพักพระราชทานให้ราษฎรที่ บ้านเหนือคลอง หมู่ 7 ต.บ้านส้อง อ.เวียงสระ จ.สุราษฎร์ธานี ได้รับบาดเจ็บจากกับระเบิด ผกค. มีอาการสาหัส ได้รับสั่งให้นำคนเจ็บส่งโรงพยาบาลก่อน แต่ พ.ต.ท.สุดินทร์ สิงหรา ณ อยุธยา ผกก.ฯ ได้ทูลว่าจะไปส่งท่านและคณะที่ สภ.อ.เคียนซาก่อน ระหว่างที่เสด็จเยี่ยมจะได้ให้ ฮ.ไปรับคนเจ็บส่งโรงพยาบาลสุราษฎร์ธานี แต่ด้วยความห่วงใยตำรวจที่ได้รับบาดเจ็บ โดยไม่คิดถึงพระองค์เอง ได้รับสั่งให้ลงรับคนเจ็บไปพร้อม ฮ.ทีเดียว ผกก.ฯได้ทูลว่า ผู้โดยสารเต็มไม่สามารถรับคนเจ็บเพิ่มขึ้นมาได้อีก ม.จ.วิภาวดี รังสิต จึงได้รับสั่งให้ ฮ.ลงที่ บก.ร้อย 3 ตชด. ซึ่งอยู่ใกล้จุดเกิดเหตุ ห่างประมาณ 7-8 กิโลเมตร ในทางตรง เพื่อให้คณะทั้งหมดลง ยกเว้น นพ.สุพาสน์ เพื่อไปรับคนเจ็บ นอกนั้นให้พักรออยู่ที่ บก.ร้อย 3 ตชด. เมื่อส่งคนเจ็บที่โรงพยาบาลสุราษฎร์ธานีแล้ว ฮ.จึงจะมารับคณะเดินทางต่อไปยัง อ.เคียนซา

ภายหลังได้ทราบจาก นพ.สุพาสน์ บูรพัฒน์ ก่อนที่ ฮ.จะลงที่ บก.ร้อย 3 ตชด. อ.เวียงสระ ม.จ.วิภาวดี รังสิต ทรงสั่ง นพ.สุพาสน์ซึ่งนั่งติดกับคุณมาลีพยาบาลด้านขวาว่า

"เดี๋ยวฉันจะไปกับหมอ มาลีด้วย"

ต่อจากนั้นทรงเขียนคำสั่งย่อบนกระดาษ มีใจความว่า

"เดี๋ยวให้ทุกคนลง เจ้าหญิงจะไปรับคนเจ็บสองคนกับหมอ กับผู้กำกับ หลวงปู่ คอยสักครู่ที่โรงตำรวจ หลวงพ่อ หลวงปู่ สวดมนต์คุ้มครองให้พวกเราปลอดภัยด้วย หมู่นี้มันยิงเรือบินเกือบทุกวัน เดี๋ยวจะมารับไปพระแสง เคียนซา"

แล้วส่งให้คุณกิตติ ขันธมิตร มหาดเล็กหลวง ซึ่งนั่งอยู่ข้างหลังหลวงปู่ รับทราบคำสั่ง

ดังนั้น เมื่อ ฮ.ร่อนลงที่หน้าโรงเรียนเวียงสระ ซึ่งอยู่ติดกับ บก.ร้อย 3 ช่างเครื่องบินจึงเก็บเก้าอี้ชุดหลังเพื่อให้มีที่ว่างให้คนเจ็บนอน ร.ต.ท.สุทน วันเพ็ญ ผบ.ร้อย 3 และ พลฯ อรุณ ธรรมศิริ ขึ้น ฮ.ร่วมเดินทางไปด้วย ม.จ.วิภาวดี รังสิต, คุณมาลี, พ.ต.ท.สุดินทร์ ผกก.ฯ, นพ.สุพาสน์ และ ร.ต.ท.ยุทธนา เลื่อนไปนั่งเก้าอี้ผ้าใบแถวหน้า ส่วนที่ว่างพื้น ฮ. ร.ต.ท.สุทน และ พลฯอรุณ นั่งหันหลังให้เก้าอี้ผ้าใบ

การบินของ ฮ.ช่วงนี้เปิดประตูทั้งสองด้าน ช่างเครื่องทั้งสองอยู่ประจำปืนกล

ขณะที่ ฮ.บินอยู่เหนือสวนผลไม้และสวนยางซึ่งกำลังผลัดใบพ้นทางรถไฟและทางรถยนต์เพียงครู่เดียว นักบินเห็นบ้านพักพระราชทานห่างไปประมาณ 1 กิโลเมตร ซึ่งเป็นที่หมายที่จะต้องไปรับคนเจ็บ ก็ได้ยินเสียงปืนดังรัวถี่ยิบยิ่งขึ้นมาจากข้างล่างจากบริเวณสวนยาง

ผู้กำกับฯ สั่งให้ปืนกลทั้งสองประตูยิงต่อสู้ตอบโต้ทันที

กระสุนถูกขาซ้ายผู้กำกับฯ และทะลุรองเท้า ร.ต.ท.สุทน ได้รับบาดเจ็บที่หัวนิ้วเท้าซ้าย ทะลุเข้าด้านหลัง ม.จ.วิภาวดี ฝังในเป็นแผลฉกรรจ์ พระโลหิตไหลออกมากนองพื้น ฮ.ช่วงชุลมุนนี้ ผกก.ฯได้สั่งให้ ฮ.บินไปยัง รพ.สุราษฎร์ธานีซึ่งเป็นโรงพยาบาลที่ใกล้ที่สุด แต่นักบินได้นำเครื่องลงฉุกเฉินที่โรงเรียนวัดบ้านส้อง ทราบจากนักบินภายหลังว่า ฮ.ไม่สามารถบินต่อไปได้ เข็มเครื่องวัดทุกตัวไม่ทำงาน และเครื่องอาจจะระเบิดได้ทุกวินาที

เมื่อ ฮ.ลงถึงพื้นแล้ว นพ.สุพาสน์ได้จัดให้ ม.จ.วิภาวดี เอนนอนบนที่นั่งของ ฮ.ตรงที่ประทับอยู่ และหาหนทางช่วยเหลือโดยถวายน้ำเกลือซึ่งนำติดไปด้วยทุกครั้ง ผู้กำกับฯได้วิทยุสั่งการไปยัง บก.ร้อย 3 ให้จัดรถนำหลวงพ่อ หลวงปู่มาส่งที่ ฮ.หลังจากที่แพทย์ได้ถวายน้ำเกลือได้ประมาณ 5 นาที พระอาการดีขึ้นอย่างน่าประหลาด ไม่มีอาการทุรนทุราย รับสั่งประโยคแรกที่ยังหลับพระเนตรว่า

"ตชด.เป็นอย่างไรบ้าง"
"เอาออกมาได้หรือยัง ให้รีบไปส่งโรงพยาบาล อย่าให้พวกมันรู้ว่าฉันถูกยิง มันจะเหิมเกริม หนาว ปวด เมื่อย"

สักครู่รับสั่งต่อไปว่า

"ฉันไม่ได้เป็นอะไรแล้ว ตชด.มาหรือยัง ให้รีบนำส่งโรงพยาบาลด่วน"

รับสั่งว่า "คุณสุดินทร์นำคนเจ็บส่งโรงพยาบาลเร็วเข้า"

เมื่อหลวงพ่อ หลวงปู่เดินทางมาถึงไล่เลี่ยกับนายแพทย์ พนักงานอนามัย อ.เวียงสระ นายปกครอง จินดาพล นายอำเภอเวียงสระ และภรรยา ม.จ.วิภาวดีรับสั่งกับหลวงพ่อ หลวงปู่ ว่า

"ร้อน หิวน้ำ ขอน้ำกินหน่อย หลวงพ่อ หลวงปู่ ช่วยไปนิพพาน ไม่เกิดแล้ว"

หลวงพ่อบอกว่า

"การที่จะไปนิพพานน่ะดี แต่ท่านหญิงยังมีประโยชน์ต่อประเทศชาติมาก"

รับสั่งว่า "ให้กราบบังคมทูลพระเจ้าอยู่หัว ท่านชาย ท่านแม่"
ทรงย้ำอยู่สองครั้งแล้วไม่ได้รับสั่งอะไรอีก

พระศพของพระองค์ท่านเดินทางเข้าถึงกรุงเทพฯเวลาประมาณ 17.00 น. โดยเครื่องบินสกายแวนของกรมตำรวจ (เวลาเกินเหตุประมาณ 09.30 น.)

ม.จ.วิภาวดี รังสิต สิ้นชีพตักษัยเมื่อพระชันษา 58 ปี เนื่องจากการปฏิบัติหน้าที่รับใช้ประเทศชาติต่างพระเนตรพระกรรณพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว และสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถ ทรงดำรงตำแหน่งนางสนองพระโอษฐ์ รับราชการในพระองค์ สมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถ ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้ทรงมอบหมายให้ ม.จ.วิภาวดี รังสิต ทรงปฏิบัติราชการแทนพระองค์ในการปลอบขวัญผู้ปฏิบัติราชการต่อสู้กับผู้ก่อการร้ายคอมมิวนิสต์ในภาคใต้

การที่ ม.จ.วิภาวดี รังสิต สิ้นชีพตักษัยจากการปฏิบัติหน้าที่นี้นั้น จึงมีพระบรมราชโองการให้สถาปนา ม.จ.วิภาวดี รังสิต เป็น "พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าวิภาวดีรังสิต" ตามประกาศสำนักนายกรัฐมนตรี ณ วันที่ 4 เมษายน พุทธศักราช 2520