W latach okupacji niemieckiej w Polsce został aresztowany w nocy z 16 na 17 września 1943 w Wilnie jako jeden ze stu zakładników w sprawie wykonania przez ruch oporu wyroku śmierci na funkcjonariuszu litewskiej policji bezpieczeństwa Saugumy i agencie Gestapo, Marianasie Padabasie. Kazimierz Pelczar został następnego dnia rozstrzelany wraz z 10 innymi Polakami, m.in. z profesorem prawa USB Mieczysławem Witoldem Gutkowskim w egzekucji masowej w Ponarach pod Wilnem.