5年5月9日，日军最后一次劝降无效后，蔡宗夫、章吉祥、杜学统等人，听信了叶蓬等的谣言趁齐将军上厕所的时候突然行刺。齐将军被尖刀贯穿腹部，当场倒地。日寇不给予药物，5月13日晚10点，齐将军终因伤重不治，享年42岁。抗战胜利后，国民政府追赠齐学启为陆军中将。