En noviembre de 1977 Sid conoció a la groupie Nancy Spungen e inmediatamente comenzaron una relación. Ella era una adicta a la heroína y Vicious, quien ya creía en su propia imagen de "vive rápido, muere joven", pronto compartió la dependencia.
En la mañana del 12 de octubre de 1978, Sid se despertó de un estupor de drogas para encontrar a Nancy muerta en el suelo del lavabo de su cuarto de hotel (cuarto 100 del Hotel Chelsea, en Nueva York). Había recibido una única herida de puñalada en el abdomen y aparentemente se desangró hasta morir. Vicious fue arrestado y acusado de su asesinato, pero él decía no tener ningún recuerdo de haberlo hecho. El 2 de febrero de 1979 se celebró una fiesta para festejar su liberación en la casa de su nueva novia Michelle Robinson. Durante su estancia en la prisión de Rikers Island, Vicious había pasado por una terapia de rehabilitación de drogas y supuestamente estaba curado. Sin embargo, en la fiesta obtuvo algo de heroína, y pidió a Michelle que le inyectase, quien se negó a hacerlo y fue su madre quien le dio una sobredosis suficiente para matar a dos personas. Ella pensó que eso acortaría su sufrimiento, pues ella también era adicta desde hace muchos años. Fue descubierto muerto a la mañana siguiente a causa de dicha sobredosis. Los medios de comunicación creyeron por muchos años que Sid se había suicidado, pero fue su madre quien confesó que le había suministrado la sobredosis de heroína que causó su muerte. Al momento de su muerte, Sid tenía 21 años.
Unos días después de ser incinerado, su madre encontró una nota de suicidio en el bolsillo de su chaqueta. Decía "Hicimos un pacto de muerte, yo tengo que cumplir mi parte del trato. Por favor, entiérrenme al lado de mi nena. Entiérrenme con mi chaqueta de piel, vaqueros y botas de motociclista. Adiós. Con amor, Sid".