1966年，“文化大革命”爆发后，彭德怀又遭到林彪、“四人帮”xx集团的无端诬陷和严重迫害，被红卫兵从成都押回北京，惨遭批斗、关押，他据理斗争，坚贞不屈;由于长期的摧残和折磨，他身患结肠癌，于1974年11月29日14时52分在北京含冤辞世，时年76岁。
1974年12月17日，彭德怀的遗体从301医院被秘密送往火葬场火化。为了掩盖事实，这份火化的申请单上写的是：“申请人：王奎，住址：301，与死亡人关系：父子，死亡人姓名：王川，男，76岁，印号○○一二六九○。”
1978年11月中共十一届三中全会为他平反昭雪，恢复名誉;同月24日，中共中央在北京人民大会堂为他与陶铸同志同时举行了隆重的追悼大会，邓小平同志亲致悼词。