W sierpniu 2013 podano prawdopodobną przyczynę katastrofy, w której zginął Gagarin. Aleksiej Leonow, który przebywał w pobliżu katastrofy po latach ujawnił okoliczności wypadku. Według jego opisu pilot samolotu Su-15 odbywający lot testowy na wysokości 10 000 metrów zszedł na niższy pułap wbrew procedurze lotu. W wyniku zachmurzenia nie widział samolotu Gagarina i przeleciał niebezpiecznie blisko niego. Prawdopodobnie minął MiG-a o 10-15 metrów. W wyniku tego maszyna, którą pilotował Gagarin, zaczęła obracać się wokół własnej osi, wpadła w korkociąg przy prędkości 750 km na godzinę i w efekcie runęła na ziemię.
Jurij Gagarin został uroczyście pochowany na Cmentarzu przy Murze Kremlowskim.
Życie prywatne Ojciec Gagarina, Aleksiej Iwanowicz, był stolarzem, a matka, Anna Timofijewna Gagarina (20 grudnia 1903 – 12 czerwca 1984) pracowała fizycznie jako dojarka w kołchozie. Pochodzenie społeczne przesądziło o wyborze Gagarina na pierwszego oficjalnego kosmonautę – to, że jego ojciec był niewykwalifikowanym robotnikiem, matka zaś pracownicą kołchozu.
Będąc w szkole lotniczej poznał Walentinę Goriaczewą, młodszą od niego o rok, z którą zawarł związek małżeński 27 października 1957 roku.