周思静（已受日军收买）的密报，遂抢先在南苑至北平之间的天罗庄（推测为今大红门一带）的公路两侧进行埋伏。当天中午，赵登禹乘轿车指挥部队向大红门方向撤退途中，遭遇埋伏在此的日军袭击。赵登禹当场阵亡，得年39岁。
纪念.赵登禹阵亡后，国共双方都对其做出积极评价。1937年7月31日南京国民政府发布命令，追赠赵登禹为陆军上将。1947年，北平市政府将北沟沿大街改名为赵登禹路，以示纪念。中华人民共和国成立后，人民政府向赵登禹的家属颁发了由毛泽东签署的烈士证书。在中华民国台北大直的忠烈祠也供奉