Olyckan inträffade på E45 mellan Vänersborg och Brålanda.
Bilen hamnade i diket efter kollisionen, och kvinnan flögs till sjukhus i ambulanshelikopter men hennes liv gick inte att rädda.
Sju passagerare fanns ombord på bussen enligt TTELA, men ingen av dem skadades fysiskt.
Båda fordonen kommer att tas i beslag för teknisk undersökning, och en förundersökning om vårdslöshet i trafik har inletts, uppger polisen på sin sajt.