Den 18. august 2011 bekreftet Formel 1-teamet Lotus Renault GP rapporter om at De Villota nylig hadde hatt sin første F1-test i en Renault R29 på Circuit Paul Ricard, og at hennes agent var i samtaler for å sikre henne et sete som testfører i framtiden.[3] I desember gjentok hun sitt ønske om å arbeide med team i 2011, og la til at samtaler for å sikre henne en testførerrolle var kommet langt.[4] Dette viste seg å stemme, da det 7. mars 2012 ble kunngjort at hun skulle være Marussia F1's testfører for 2012-sesongen.[2]
Ulykke ved testing på Duxford Aerodrome
Rundt 09.15 den 3. juli 2012 var de Villota involvert i en ulykke under rettlinje-testing av Marussias MR-01 på Duxford Aerodrome, sør for Cambridge i England. Bilen hennes hadde akkurat returnert til depotområdet etter en testrunde da den kolliderte med en stillestående lastebil.[5] Øyenvitner anslo at bilen hadde en fart på mellom 50 og 65 km/t da den krasjet[6]. Det tok en time å få henne ut av bilen, hvorpå hun ble fraktet til Addenbrooke sykehus i Cambridgeshire med livstruende hode- og ansiktsskader.[7] Det ble senere rapportert at hun var ved bevissthet.[8] Dagen etter uttalte Marussias teamsjef John Booth at de Villota fortsatt var i en «kritisk, men stabil» tilstand på sykehuset, og at hun hadde mistet det høyre øyet.[9][10]
Marussia Technical Centre opplyste 6. juli at etter en operasjon samme dag hadde hennes tilstand med hensyn til hodeskaden bedret seg.[11] 16. juli opplyste Marussia at det ikke var funnet noen feil på bilen, og teamsjef John Booth uttalte: «Vi er sikre på at funnene fra vår interne gransking utelukker bilen som en faktor i ulykken».[12] Etter 17 dager ble de Villota utskrevet fra sykehuset og returnerte til Spania.[13]
De Villota sto i oktober fram offentlig for første gang siden ulykken, da hun ga et eksklusivt intervju til magasinet ¡Hola! og deretter en pressekonferanse for andre medier.[14] Hun fortalte at hun også hadde mistet smaks- og luktesansen, fremdeles led av hodepiner, og skulle gjennomgå ytterligere operasjoner, men at hun var åpen for å vende tilbake til racing en gang i framtiden såfremt hun kunne få en lisens, og at hun også ønsket å involvere seg i arbeidet for å forbedre sikkerheten i motorsport. Hun offentliggjorde også en datagrafikk som viste omfanget av kranieskadene hennes etter ulykken.[15][16][17]
Dødsfall
Om morgenen 11. oktober 2013, nøyaktig et år siden hennes første offentlige opptreden etter ulykken, rapporterte spanske medier at de Villota hadde blitt funnet død på sitt hotellrom i Sevilla.[18] En obduksjon bekreftet at dødsårsaken var hjertestans,[19] forårsaket av de nevrologiske skadene hun pådro seg i juli 2012.[20]
Da hun døde var de Villota i Sevilla som foredragsholder på konferansen Fundación Lo Que De Verdad Importa (LQDVI), og den 14. oktober skulle hun lansere sin autobiografi La vida es un regalo (Livet er en gave).[19]