抗日战争全面爆发后，袁国平出任中共陇东特委书记兼八路军驻陇办事处主任，但他不愿意呆在后方机关，迫切希望去前线杀敌。他在给侄子的信中这样写道：“我过惯了战壕生活，正请求党中央派我到抗日前线去工作，愿为我中华民族之生存和解放，夺取抗战的最后胜利而战斗，纵然捐躯疆场，死而无憾。”

南方八省游击队被改编后，毛主席亲自推荐袁国平出任新四军政治部主任，他上任后做了许多切实有效的工作使新四军的队伍不断发展壮大，期间他还带领部队多次击败日伪军的进攻，打击了敌人的嚣张气焰。

1941年1月国民党发动了震惊中外的皖南事变，袁国平在率领部队突围时身负重伤，战士们为了掩护他牺牲了50多人，为了不拖累战士们突围，袁国平趁大家不注意的时候摸出手枪，举枪自尽时年35岁。

袁国平参加过南昌起义和广州起义，当过红3军团的政治部主任和红一方面军总政治部主任，参加过四次反围剿作战和长征，后来又出任新四军政治部主任，以他当时的资历和任职情况来看，并不输于同样是搞政治工作的罗帅，如果不是在皖南事变中牺牲，1955年授衔时至少是个大将。

皖南事变是抗战期间，国民党顽固派对华中的新四军军部所发动的一次突然袭击。抗战进入相持阶段后，国民党顽固派加紧制造反共磨擦活动。1940年10月19日，国民政府军事委员会正副参谋总长何应钦、白崇禧发出致八路军朱德总司令、彭德怀副总司令和新四军叶挺军长的“皓电”。

“皓电”对中国共产党及其领导的武装力量进行了种种攻击和诬蔑，并要求在大江南北坚持抗战的八路军、新四军于一个月内全部开赴黄河以北，并将50万八路军、新四军合并缩编为10万人。与此同时，国民党当局又密令汤恩伯、李品仙、韩德勤、顾祝同等部准备向新四军进攻。

全军9000余人在国民党8万重兵围剿下，几乎所剩无几，当时仅仅突围出了2000人，还是在傅秋涛将军率领下由于连日暴雨电台与军部失去联系，后采取分散突围最终保存下一部分力量。提到国民党的8万重兵，不得不提到指挥的人，国民党第32集团军总司令，上官云相。