Dopo qualche minuto il pilota fu caricato a bordo dell’automedica, condotta dal direttore di gara Roland Bruynseraede, e trasferito al centro medico dell’autodromo, dove fu stabilizzato, per poi essere trasportato in elicottero alla clinica universitaria St. Raphael di Lovanio, dove un’équipe di medici rianimatori era pronta per prestargli le prime cure. Il dottor Watkins, che accompagnò Gilles lungo tutto il tragitto, nutriva tuttavia ben poche speranze. Gli stessi piloti che avevano visto le condizioni di Villeneuve tornarono ai box profondamente scossi: John Watson disse a tutti che Gilles era già morto. L’esito della TAC fu il seguente: Il cervello non mandava più impulsi al cuore che, insieme all’apparato respiratorio, svolgeva ancora le sue funzioni praticamente per inerzia. De Looz concluse che non c’era nulla da fare e che se anche, per assurdo, Villeneuve fosse sopravvissuto, sarebbe comunque rimasto paralizzato dal collo in giù e in uno stato puramente vegetativo per quel che gli sarebbe restato da vivere. Ciononostante il pilota canadese fu tenuto in vita tramite macchina cuore-polmone, anche perché Marco Piccinini, braccio destro di Enzo Ferrari, rifiutò di credere che tutto fosse perduto, chiedendo al dottor Watkins di chiamare “il miglior neurologo del mondo”. La moglie, dopo aver lungamente parlato con Watkins e De Looz, alle 21:12 diede l’autorizzazione a staccare le macchine che tenevano in vita il marito. Il corpo di Villeneuve fu riportato in Canada il giorno successivo con un Boeing 707 messo a disposizione dal governo canadese. Nei successivi due giorni la salma fu esposta in una camera ardente allestita nel municipio di Berthierville. Il 12 maggio si svolsero le esequie, nella chiesa di Santa Ginevra a Berthierville, davanti a migliaia di persone.
Al termine della cerimonia la salma venne trasportata al cimitero dell’est a Montréal e, rispettando le ultime volontà del pilota, fu cremata.