（民国36年）4月，移往东北前线。7月，升任第8兵团司令官。1948年（民国37年）4月，被任命为松江省政府主席，翌月兼任国民政府主席东北行辕政务委员会委员。同年，率第8兵团参加辽西会战，任沈阳防守兵团司令官。辽西会战国民党方面处于劣势，东北剿匪总司令卫立煌离开沈阳，周福成代理总司令。11月东北野战军攻克沈阳，周福成乔装改扮试图逃离，结果被东北野战军发现并俘虏。此后，被关押在哈尔滨，在解放军官教导团接受思想改造。1953年3月获得释放，数月内病逝。享年56岁。