En mayo de 1958 fue descubierto por Bob Keane, propietario y presidente de la compañía Del-Fi Records, un pequeño sello de Hollywood, quien viera por primera vez la actuación de Richard, en un cine de San Fernando. Impresionado, decidió invitarlo a audicionar al pequeño estudio de grabación, en el sótano de su casa. El equipo de grabación constaba de un antiguo grabador portátil Ampex 6012 de dos canales, y un par de micrófonos Telefunken U-87.
Varias canciones fueron grabadas, básicamente Richard tocando y cantando, para ser luego re-grabadas en los estudios Gold Star más tarde. Algunos de esos demos se pueden escuchar en el disco "Ritchie Valens — the Lost Tapes". A aquel día pertenecen en especial dos canciones, luego en Gold Star mejoradas, donde se le agregarían otros instrumentos: una de ellas fue "Donna" (La cual la canto por primera vez en un teléfono público dedicándosela a su novia Donna Ludwing),y la otra el instrumental "Ritchie's Blues". Richard ejecutaba una parte de esa pieza utilizando un lápiz.
Después de varias sesiones en su estudio privado, escribir letras y arreglar canciones, Bob Keane consideró listo a Richard para grabar en estudio junto a una banda que lo acompañara. Entre ellos estarían Rene Hall y Earl Palmer. A sugerencia de Keane, Richard cambiaría su nombre por el de Ritchie, con "t" añadida, y Valens en lugar de Valenzuela, para mejor efecto ante el público de habla inglesa. La primera canción en ser grabada, una tarde de julio de 1958, fue "Come On, Let's Go", (acreditada a Valens/Kuhn, nombre real de Keane), y "Framed", de Jerry Leiber y Mike Stoller.
El siguiente disco, ya sería tristemente el último de su vida: el doble sencillo "Donna" y "La Bamba". La última, sería el título de la película biográfica de 1987 protagonizada por Lou Diamond Phillips como Valens, y Esai Morales como su medio hermano Bob Morales.
El 3 de febrero de 1959, en lo que se conoce como El día que murió la música, Valens murió en un accidente de avión en Iowa, un evento que cobró la vida de los también músicos Buddy Holly y J.P "The Big Bopper" Richardson. Ritchie Valens fue un pionero del llamado Chicano rock, e influenció a músicos como Carlos Santana.
A comienzos de 1959, Ritchie participaba en el 'Winter Dance Party', una gira de grandes estrellas del Rock and Roll por el Medio Oeste americano. A mediadios de la gira, la calefacción del autobús en el que iban los artistas se estropeó.
Para evitar una noche más de viaje en esas condiciones, Buddy Holly, otra de las estrellas del tour, tuvo la idea de alquilar una avioneta para cuatro personas después de actuación en el 'Surf Ballroom' de Clear Lake, Iowa, para llegar cuanto antes a un hotel a dormir y descansar cómodamente. Aparte de Buddy Holly, había lugar para otros dos músicos más en el avión, uno de los cuales fue Ritchie Valens. Irónicamente ganó su lugar aquella noche apostando a cara o cruz con otro artista de la gira, sellando así su destino.
La avioneta era un Beechcraft Bonanza para cuatro pasajeros que partió aquel 2 de febrero de 1959, pilotado por un joven inexperto a medianoche, en medio de una gran tormenta de nieve. Según se piensa, el piloto no tenía conocimientos suficientes, y desconcertado por la nieve que todo lo cubría, habría equivocado la lectura de los instrumentos, única manera de volar a visibilidad nula, entre nubes y campos absolutamente blancos. Fue así que en lugar de subir, la avioneta en realidad bajó, y se estrelló a ocho kilómetros de despegar en un campo cercano al aeropuerto. No hubo sobrevivientes.
Además de Ritchie de 17 años) murieron aquel día Buddy Holly de 22, "The Big Bopper Richardson" de 28, y el piloto Roger Peterson. Años después sería llamado aquel accidente: "El día en que murió la música" según "American Pie", el clásico de Don McLean.
La tragedia de la música estadounidense continuaría luego con la muerte del también pionero del Rock and Roll Eddie Cochran, en su primera gira a Inglaterra en 1960. Fue Cochran quien grabó "Three Stars" en homenaje a sus amigos y colegas Ritchie Valens, Buddy Holly, y The Big Bopper, una canción con una estrofa dedicada a cada uno de ellos, comenzando por Ritchie Valens. "...Ritchie, todos me llaman a mí sólo un chico, pero tú tenías sólo 17 años..."
Ritchie Valens fue enterrado en el San Fernando Mission Cemetery de Mission Hills, California y tiene una estrella en el Hollywood Walk of Fame y en 2001 fue proclamado al Rock and Roll Hall of Fame. Su labor pionera en la historia del Rock and Roll es recordada por el Rockabilly Hall of Fame.
En 1988, Ken Paquette de Wisconsin y fan de la música de los 50, erigió un monumento en el campo donde se estrelló el avión. El monumento en acero, representa una guitarra de metal y 3 discos con los nombres de cada uno de los artistas que murieron en el accidente. Este monumento se encuentra en un sector privado, en el 315th Streety Gull Avenue, aproximadamente a 8 millas al norte de Clear Lake. También se realizó otro segundo monumento equivalente, en Riverside Ballroom in Green Bay, Wisconsin y este fue inaugurado el 17 de julio de 2003.