当左权交待完上述任务后,突然觉得有人拉住了胳膊,他一看是唐万成,感到很惊奇,刚才不是安排这位警卫连长去保护彭总突围的吗?怎么小伙子又转回来了呢?当唐万成告诉他"彭总已冲过封锁线,现在你快跟我走吧!"左权拒绝了,坚决命令唐万成赶快去追上彭总。在他看来,彭总的安全远比自己的安全重要,这涉及到八路军的荣誉啊!现在自己的职责就是指挥突围。看着身为八路军副总参谋长的左权将军,拖着虚弱的身子像普通战士一样在炮火中奔跑,唐万成实在不忍心,他执拗地紧紧攥住首长的胳膊不放。左权气极了,拔出左轮手枪,喝令道:"你要懂得,要是彭总有个三长两短,我要枪毙你!"唐万成只得松开手,掉转身朝彭总突围的方向赶去。太阳偏西了,日军的炮火依然很猛烈。左权从容地指挥队伍继续突围,他登上一块高地,尽管他声音更加嘶哑了,还是一遍又一遍地高喊道:"不要隐蔽,冲出山口就是胜利,同志们快冲啊!"大家见副总参谋长就在身边指挥,情绪很快就稳定下来,突围的速度也就加快了。
当队伍冲向敌军最后一道封锁线时,敌人火力更加凶猛。突然,一发炮弹落在左权身边,他不顾危险,高喊着让大家卧倒。接着第二发炮弹又接踵而至,左权的头部、胸部、腹部都中了弹片。就这样,一位才华横溢、智勇双全的八路军高级将领,为了拯救民族的危亡,过早地失去了年轻而宝贵的生命。
1942年5月25日,左权将军壮烈殉国。周恩来指出:"左权壮烈牺牲,对于抗战事业","真是一个无可补偿的损失"。朱德赋诗悼念:"名将以身殉国家,愿将热血卫吾华,太行浩气传千古,留得清漳吐血花。"为了纪念左权将军,根据太行人民的请求,经晋冀鲁豫边区政府的批准,1942年9月18日,辽县党政军民等5000余人举行了辽县易名典礼。从此,辽县改名为左权县。