Okolnosti jej smrti koncom augusta 1979 boli poburujúce. Telo americkej hviezdy ležalo v rozklade v aute na ulici desať dní, kým ho objavila francúzska polícia.
Dňa 30. 8.1979 nahlásil partner Sebergovej Ahmed Hasni jej zmiznutie. Mŕtve telo Jean sa našlo 8.9. v aute zaparkovanom neďaleko jej parížskeho bytu. Prípad bol uzatvorený ako samovražda predávkovaním barbiturátmi.
Druhý manžel Romain Gary verejne obvinil z jej smrti amerických federálov. Rovnako tak sa zmienil o falošných fámach, že jej tehotenstvo v roku 1970 bolo s Raymondom Hewittom, členom Black Panther Party.
Trauma viedla k predčasnému pôrodu dievčatka, ktoré o dva dni na to zomrelo. Sebergová usporiadala pohreb s otvorenou rakvou, ktorá umožnila novinárom vidieť bielu pokožku dieťaťa, aby vyvrátili klebety. Gary spomenul, že Sebergová sa pokúsila o samovraždu pri mnohých výročiach smrti dieťaťa (25. augusta)
Jean Sebergová bola pochovaná na parížskom cintoríne v Montparnase. Na počesť sa v jej rodnom Marshalltowne organizuje medzinárodný filmový festival nesúci jej meno.
V roku nakrútil 2019 režisér Benedict Andrews o herečke životopisný film Seberg (Against All Enemies) v hlavnej úlohe s Kristen Stewartovou.
*Cointelpro: Niekoľko dní po jej samovražde sa americká FBI priznala, že jej agenti zosnovali sprisahanie, aby zničili herečke povesť v rámci svojho kontrarozviedneho programu Cointelpro, schváleného samotným riaditeľom FBI J Edgarom Hooverom. Ilegálny program bol zameraný proti skupinám rôzneho politického zamerania, ktoré americká vláda v tom čase považovala za radikálne a nebezpečné (feministické spolky, LGBTQ hnutia, protivojnové hnutia, komunistické strane USA, ľavicové organizácie, afroamerické hnutia za občianske práva…)
