Igralka se je utopila med jadranjem s soprogom Robertom Wagnerjem in prijateljem Christopherjem Walkenom. Tragedija se je zgodila leta 1981 pred obalo otoka Catalina. Policija o primeru še ne daje izjav, a v vnovično preiskavo naj bi jih prisilila igralkina sestra Lana Wood in kapitan Dennis Darven, ki je bil tiste tragične noči z igralci. Darven je skupaj z Martijem Rullijem napisal knjigo o smrti lepe zvezdnice, v kateri trdi, da sta se Woodova in Wagner, tik preden je lepotica izginila, sprla in da je slišal top udarec. Kmalu za tem naj bi k njemu pristopil Wagner in mu javil, da pogreša ženo. Čeprav je bil že večer, pa Wagner o izginotju ni želel obvestiti obalne straže.

Na najnovejše vesti o smrti Natalie Wood se je oglasil tiskovni predstavnik Roberta Wagnerja in povedal, da družina Wagner policijo popolnoma podpira in da verjame, da bodo preverili vse nove informacije, ki se nanašajo na igralkino smrt.