平军攻陷，孟群被褫职，留军效力。故收集溃军，驻扎在庐州以西的官亭、长城一带。因皖北饥荒，赤地千里，军饷不足，所部号称四千，其实早已饥疲不堪。咸丰九年（1859年）二月，六安陷落，太平军六七万人进逼长城，孟群营垒被围，死守十馀日，垒破被俘，被押送至庐州，陈玉成对其颇为优待，并亲自劝降。孟群绝食不降，在绢上赋诗四章。三月十四日，被斩首，卒年三十二岁。
身后哀荣.胜保等已先上疏，奏陈孟群杀贼阵亡。朝廷诏复其原官，赐抚恤，谥武愍。咸丰十年（1860年），巡抚翁同书寻获孟群遗骸，入奏，命送回