14日，日军将其所部六七百人包围在聊城。率部应战，打退了日军多次进攻。15日，日军在得到大批增援部队后强行攻击，双方血战多时，他手臂负重伤，裹伤再战，终因敌众我寡，城门被日军攻破。亲率余部与日军展开激烈的巷战。战斗中。身受重伤，不甘被俘，举枪自戕。壮烈殉国后，举国震悼，国共两党都为其举行了隆重的追悼会。中国共产党在重庆和延安分别召开了隆重追悼会，高度评价了范筑先的抗战业绩。

　　1953年其遗骸由聊城移至邯郸"晋冀鲁豫烈士陵园"。聊城建有范筑先将军纪念馆，馆内立有由邓小平亲笔题写的"民族英雄范筑先将军殉国处"碑。