Năm 1938, ở Miami, trên chiếc xe ô tô do chính Alfonso điều khiển đã va chạm với bốt điện thoại khiến cho chiếc xe lao ra khỏi đường và gây làm ông bị thương. Vốn mắc bệnh máu khó đông, cú va chạm đã khiến vết thương của ông trong tình trạng không thể cầm máu. Alfonso qua đời tại bệnh viện Gerland, Miami vào ngày 6 tháng 9 cùng năm và được chôn cất tại El Escorial.[10] Đến ngày 25 tháng 4 năm 1985 vua Juan Carlos I tức cháu trai họ ông đã đưa hài cốt của ông đến Panteón de Infantes gần nơi chứa đựng hài cốt của các vị vua Tây ban nha.[11]