Zginął tragicznie wczesnym rankiem 16 października 2007 (około godz. 6:20) w wypadku drogowym na chorwackiej autostradzie A3 w pobliżu Novej Gradiški. Wraz ze swoją menadżerką Ljiljaną Petrović był pasażerem Volkswagena Touarega, prowadzonego przez Georgija Georgijevskiego, który jadąc z dużą prędkością uderzył w tył naczepy ciężarówki, a następnie w barierę energochłonną. Kierowca zasnął z powodu zmęczenia, tracąc kontrolę nad pojazdem, a poduszki powietrzne nie zadziałały. W momencie zdarzenia Proeski spał na przednim siedzeniu pasażera, ponosząc śmierć na miejscu na skutek zmiażdżenia trzeciego kręgu szyjnego. Z pozostałych dwóch pasażerów tylko kierowca doznał poważniejszych obrażeń (uraz głowy). Ciężarówka nie doznała żadnych uszkodzeń. Chorwacka policja złożyła przeciwko Georgijevskiemu zawiadomienie o popełnieniu przestępstwa. Natychmiast po wypadku rozpoczęto kampanię społeczną przeciwko przekraczaniu prędkości na autostradach pod hasłem „Ne brže od života!” (pol. „Nie szybciej niż życie!”) ze zdjęciem Proeskiego na banerach.