Le , il décolle dans un Cessna 182 monomoteurs monoplace immatriculé VH-DSJ (Delta Sierra Juliet) de location de l'aéroport de Moorabbin (Australie) à pour effectuer un voyage aller-retour de 480 km à King Island (Australie), estimé entre /. Il compte ramener des langoustes aux officiers du Corps de formation aérienne local et revenir à Moorabbin le soir-même aux alentours de .
, alors qu'il a fait les 2/3 du trajet, dépassé le cap Otway et s'engage au-dessus de l'océan, Valtentich appelle le contrôle au sol de Melbourne et demande s'il n'y a pas d'appareil dans son voisinage, à moins de 1500 m d'altitude. Melbourne répond par la négative. Valentich affirme qu'un avion avec 4 lumières (dont une verte) brillant vient juste de le survoler, 300 m plus haut. Il est incapable de dire de quel modèle il s'agit. Puis, il dit qu'il s'approche de lui depuis l'Est, et :
Le contact est alors définitivement coupé. L'aéroport de King Island, ne voyant pas arriver le Cessna comme dépêche à 19:28 un avion léger vers le lieu présumé de la dernière communication. Aucune trace du Cessna, pourtant équipé de gilets de sauvetage et d'une balise de détresse. Un avion de reconnaissance Orion de la RAAF prend la relève jusqu'au dimanche soir. En vain. La tache d'huile aperçue sur l'eau à environ 25 km au Nord de King Island se révèlera plus tard être du carburant pour bateau. Plusieurs jours durant, les recherches par air et par mer se poursuivirent, sans résultat. Le , elles furent définitivement abandonnées.
Apprenant l'existence de l'étrange communication entre le Cessna et Melbourne, la presse insista auprès du ministère des Transports (Departement of Transport ou DOT) pour qu'on la lui communique. La rumeur a prétendu qu'un montage aurait été effectué à la demande de la RAA afin d'éliminer les éléments relevant de la sécurité nationale. Cette rumeur reposait sur le fait qu'il n'y avait que 6 mn de bande pour une udrée réelle de 19 mn (de 18:53:30 à 19:12:49) et que Ken Williams, le responsable du DOT qui avait fourni la bande, aurait avoué n'en avoir rendu publics que les "meilleurs morceaux".
4 hypothèses ont été avancées pour expliquer la disparition du "Delta Sierra Juliet" :
- En proie au vertige, le pilote aurait été désorienté et son avion se serait écrasé. Difficile à imaginer au-dessus d'une mer calme et par beau temps.
- Afin de renvendre le Cessna et disparaître de la circulation, Valentich aurait monté toute l'affaire. Hypothèse plus qu'improbable, qui ne cadre pas avec ce qu'on sait de sa personalité. En outre, l'avion n'a jamais été retrouvé.
- Le Cessna aurait été abattu accidentellement par l'armée. Il est en effet déjà arrivé que des avions civils soient détruits par des missiles devenus incontrôlables. Mais le comportement de l'engin, ce jeu du chat et de la souris avec le Cessna, infirme cette hypothèse.
- Le Cessna aurait été "enlevé" par un ovni. Cette hypothèse à l'avantage de prendre en compte non seulement l'affirmation du pilote selon laquelle l'"avion" n'en était pas un, mais aussi le fait qu'aucun appareil civil ou militaire n'a été détecté par les radars — les avions furtifs ne volaient pas à l'époque — et qu'on a rien retrouvé du Cessna. Les excellentes conditions atmosphériques excluant par ailleurs toute confusion avec un phénomène météorogique, cette dernière hypothèse apparaît bien moins invraissemblable que l'ont cru à l'époque les ufologues eux-mêmes.
En effet, la région du détroit de Bass est connue depuis longtemps pour être une zone importante d'activité ovni, même avant , et de nombreux témoins affirment avoir vu des objets étranges se déplacer dans le ciel cet après-midi-là.
Plusieurs années après, Guido Valentich allait toujours scruter la mer au-dessus de laquelle son fils avait disparu. Quand on lui demandait pourquoi, il répondait qu'il était certain que Frederik ne s'était pas abîmé dans le détroit de Bass et qu'il était toujours vivant. Qui sait ?
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