26 июня 1941 года, через 4 дня после начала войны, Николай Гастелло погиб. В тот день он в составе звена из двух самолетов он отправился на боевой вылет в район дороги Радошковичи – Молодечно для нанесения бомбового удара по немецкой колонне. Самолет Гастелло подбила немецкая зенитная артиллерия, и попадание снаряда в топливный бак вызвало пожар на борту. Понимая, что обречен, пилот направил горящую машину в скопление бронетехники, совершив огненный таран. Все члены экипажа погибли.
Подвиг капитана Гастелло получил широкое освещение, драматург Исидор Шток в 1947 году написал пьесу «Гастелло». «Гастелловцами» стали называть летчиков, совершивших «огненный таран», которых в военные годы было множество. В память о легендарном летчике были названы населённые пункты, и улицы. И Екатеринбург не стал исключением – в нашем городе улица героя-летчика Николая Гастелло находится в районе Уктуса.