U rujnu 1991., Nicolier je stigao u Vukovar s posljednjim skupinama dragovoljaca. Sljedeća tri mjeseca proveo je na najtežim položajima, boreći se rame uz rame s hrvatskim braniteljima. Tijekom tog razdoblja, bio je dvaput ranjen. Dana 9. studenog 1991., ranjen je gelerom granate u nogu te je prebačen u vukovarsku bolnicu. Unatoč teškim uvjetima i stalnim napadima, ostao je u bolnici sve do pada Vukovara 18. studenog 1991.
Dana 20. studenog, francuska reporterka Agnes Vahramian uspjela je razgovarati s Nicolierom u bolnici. U tom kratkom, ali potresnom intervjuu, opisao je Vukovar kao "klaonicu". Istoga dana, pripadnici Jugoslavenske narodne armije (JNA) i srpskih paravojnih postrojbi odveli su ga iz bolnice, zajedno s ostalim ranjenicima, civilima i medicinskim osobljem. Odvezeni su na poljoprivredno dobro Ovčara, nedaleko od Vukovara.
Na Ovčari su zatočenici bili brutalno mučeni i ubijani. Prema svjedočenjima preživjelih, Jean-Michela Nicoliera je iz hangara izveo izvjesni Kemo. Nakon toga, Nicolier je bio divljački pretučen, a zatim ubijen hicem u glavu. Ubojstvo je, prema iskazima, počinio Spasoje Petković, koji mu je potom iz džepa uzeo 20 franaka. Tijelo Jean-Michela Nicoliera, zajedno s tijelima mnogih drugih žrtava, nikada nije pronađeno. Pretpostavlja se da su tijela bila bačena u masovne grobnice ili u Dunav.