在“反高斗争”中，高敬亭除了承认过去“肃反”有扩大化的倾向外，拒绝承认强加在他头上的其他罪名。对于戴季英等人给他的残酷斗争和无情打击，他持抗议态度，认为是打击报复，公报私仇。

这也许正是他的悲哀之处，没有人为他说公道话，没有人将他的思想错误与“反革命”的帽子区分开。因为人人都目睹过高敬亭的骄傲自大的作风。6月15日，中共中央书记处发来电报，决定撤消高敬亭四支队司令员的职务。此后，对高敬亭的斗争更加残酷，甚至严刑拷打，但他始终没有低头认罪。

他意识到自己已经凶多吉少，他更加思念爱妻幼女，在给史玉清的诀别信中，为革命尚未胜利自己却屈死在自己人的刀下深感痛悔，眷恋革命生涯，并嘱咐史玉清：“孩子你能带则带，不能带就托付给老百姓……”

6月20日，项英以“反革命、反党、反中央”等罪名，分别向中共中央和国民党军事当局发出要枪决高敬亭的电报。同时，国民党战区司令廖磊也向蒋介石诬告四支队“在皖省横行骚扰”、“闹独立”、“游而不击”等7条“罪状”。

在延安的毛泽东接到项英的电报痛心得久久说不出话来，他最担心的事情终于发生了。高敬亭固然有错误，但他毕竟是对中国革命做出过重大贡献，毕竟是共产党的高级干部，而且现在大敌当前，用人之际，岂可草率行事！毛泽东坐在那里，足足抽了两三支烟，才在回电中写到：“争取教育改造四支队，对高敬亭采取一些过渡办法，利用目前机会由军部派遣一些得力干部去四支队工作，以帮助四支队之改造与整理。”然而，中共中央的电报已经迟了。高敬亭的人头已经落地！

6月24日上午8时，将高敬亭枪杀在青龙场。高敬亭死前提出最后的要求：“我是共产党员，要死在红地毯上。”他的要求未能获准。时年，高敬亭年仅32岁。

高敬亭被错误杀害后，四支队被支解为几个部队，有2000多战士认为革命无望而脱离队伍。高敬亭的亲属受到极不人道的虐待，女儿刚10个月被送给一户农民抚养，后被饿死，高敬亭临死之前给妻子史玉清留信一封：“玉清同志，我觉得革命才有出路。已决定我明日上午八时处以死刑......。”

高敬亭枪杀后，史玉清被开除党籍，逮捕入狱，在狱中生下小女儿高凤英。

高敬亭被杀不久，毛泽东气愤地发电报质问叶挺、邓子恢等人：“我们让高敬亭回延安，你们为什么杀他？速查清原因报中央。”同年11月，周恩来、刘少奇到达新四军江北指挥部，质问有关人员：“高敬亭招革命的兵，买革命的马，有什么不好？我们开辟的根据地为什么要让给国民党。

离开大别山，我们没有根据地。”1943年，参与杀害高敬亭的周骏鸣到延安中央党校学习，毛泽东、刘少奇再次质问：“按你们说的，高敬亭有错误，为什么你们不听中央的，为什么要枪毙高敬亭！”刘少奇说：“有大别山根据地不是更好吗？到路东没有基础。”