1937年全面抗战爆发后,袁国平任中共陇东特委书记兼八路军驻陇办事处主任。1938年3月,任新四军政治部主任。1941年1月,新四军军部和皖南部队9000多人在奉命北移时遭到中国国民党军队包围。军长叶挺被扣押,副军长项英突围中被叛徒杀害。在万分危急之际,袁国平挺身而出,指挥被打散的一部分部队继续突围北撤。激战中,袁国平身负重伤,为了不拖累部队突围,举枪自尽,实现了“如果有一百发子弹,要用九十九发射向敌人,最后一发留给自己,决不做俘虏”的诺言。