1942年5月31日,蘇聯紅軍發動反擊戰,蘇軍共擊斃或俘獲德軍9萬人。蘇軍傷亡亦很慘重,約為7.5萬人。
1942年5月25日,日軍對太行抗日根據地發動大“掃蕩”,左權指揮部隊掩護中共中央北方局和八路軍總部等機關突圍轉移,不幸犧牲,年僅37歲。
犧牲後,延安和太行山根據地為其舉行追悼會,並改遼縣為左權縣。