轰炸中与参谋长、传令长一同殉国（一说被火炮集中）。当晚8时， 秦霖部奉令撤出战场，前线交由友军接替。
殁后.秦霖殉国后遗体无存，其三兄秦焰将其衣冠葬于桂林市南部苗圃内，以示悼念。南岳衡山和台湾的忠烈祠内也有秦霖之灵位。国民政府追授秦霖为陆军中将。 中华人民共和国政府于1952年亦追认秦霖为革命烈士。