Monseñor Angelelli murió el 4 de agosto de 1976 cuando conducía una camioneta junto con el padre Arturo Pinto, de regreso de una misa celebrada en la ciudad riojana de Chamical en homenaje a dos sacerdotes asesinados, Carlos de Dios Murias y Gabriel Longueville. Llevaba consigo tres carpetas con notas sobre los dos casos.

Por entonces, Romero se desempeñaba como titular del Departamento de Inteligencia D-2, de la Policía de La Rioja y fue denunciado en el informe de la Comisión Provincial de Derechos Humanos de 1984, como uno de los sospechosos por el crimen que, según se estableció, no fue un mero accidente en la ruta.

Con su muerte, Romero no será juzgado (aunque sí se podrá establecer su respondabilidad) al igual que los dictadores Jorge Rafael Videla y Albano Harguindeguy, quienes habrían dado la orden de asesinar al obispo.

Sobrevivientes de la represión acusaron a Romero de ser uno de los peores torturadores que actuaron en La Rioja. Además, fue investigado también por los homicidios de los sacerdotes Murias y Longueville, pero se lo benefició con la falta de mérito en ambos casos.

El padre Pinto declaró ante la Justicia que el vuelco del automóvil que conducía Angelelli en 1976 fue provocado por un Peugeot 404 que los persiguió, alcanzó y encerró deliberadamente. El sacerdote relató además que, después del vuelco, tras haber permanecido inconsciente en el lugar, vio el cuerpo de Angelelli a poca distancia con signos de lesiones graves en la nuca.