十八周年公祭大会，和冯仲云等一起为杨靖宇盖棺封墓。1964年初病重到只能卧床休息，仍解决两名历史问题未得到解决的两位抗联人员的来访。1964年2月21日心脏病再次发作送医抢救，2月22日上午8时30分周保中在北京医院病逝，终年62岁。周保中逝世后，金日成立即发来唁电，表示深切哀悼，并指派朝鲜驻中国大使馆工作人员到灵堂吊唁。周保中纪念馆在他的家乡—大理市湾桥乡湾桥村建成，馆前建造了他高大挺昂的塑像。