出任新四军军长。
1941年1月，国民党顽固派制造震惊中外的皖南事变。在遭国民党军重兵包围的严重情况下，指挥部队奋起突围，浴血奋战8昼夜。在奉派与国民党军交涉时被扣押。面对蒋介石的威逼利诱，他坚贞不屈。在牢房中书写《囚歌》以明志：“我希望有一天/地下的烈火/将我连这活棺材一齐烧掉/我应该在烈火与热血中得到永生！”
抗日战争胜利后，1946年3月4日，经中共中央营救，在多方面的努力下，叶挺于1946年3月4日获释。第二天，他就要求加入中国共产党，很快就得到了批准。叶挺参加了国共谈判三人军事会议。4月8日，他乘飞机由重庆回延安，飞机在山西兴县黑茶山失事，遇难身亡，同机遇难的还有王若飞、博古、邓发以及叶挺的妻子李秀文、五女儿扬眉和幼子阿九。 死讯传出后，毛泽东在《解放日报》上发表悼词说：“为人民而死，虽死犹荣。”朱德提词：“为全国人民和平民主团结而牺牲。”周恩来写了《“四八”烈士永垂不朽》的悼念文章。遗体葬于延安"四八"烈士陵园。