Sezon 1962 rozpoczął od wspaniałego zwycięstwa w Targa Florio, lecz w trakcie deszczowej Grand Prix Belgii na torze Spa-Francorchamps zaliczył pierwszy z trzech wypadków, które zaważyły na jego karierze. Kolizja z Trevorem Taylorem w walce o drugie miejsce na najszybszym punkcie trasy (Blanchimont) spowodowała, iż Ferrari Belga uderzyło w barierę i stanęło w płomieniach kołami do góry. Mairesse został cudem uratowany, lecz oparzenia wymusiły przerwę w startach przez następne cztery miesiące.
W maju 1963 roku wraz z Johnem Surteesem wygrał 1000-kilometrowy wyścig na torze Nürburgring, lecz niespełna miesiąc później nastąpił kolejny dramat. Będąc na prowadzeniu 24-godzinnego wyścigu w Le Mans w jego Ferrari urwał się przewód paliwa, powodując pożar samochodu. Mairesse nie zdołał opanować kierownicy i uderzył w barierę, doznając kolejnych poważnych obrażeń. Wrócił do startów dwa miesiące później podczas Grand Prix Niemiec Formuły 1, ale kolejny wypadek zakończył jego sezon na dobre.
W 1964 roku został zwolniony z Ferrari, co zapoczątkowało zmierzch kariery Belga. Wprawdzie w 1966 roku po raz drugi wygrał Targa Florio (w barwach Porsche), lecz był to jego ostatni triumf na międzynarodowej arenie.