Во главе 1-й пехотной дивизии с совместно с частями 2-й группы Добровольческой армии, 1-й конной дивизией и донскими частями выступил во Второй Кубанский поход. со своими частями подошёл к железнодорожной ветке Царицын — Торговая, где встретил сильное сопротивление красных войск у хутора Попова вблизи станции Шаблиевка. Бой для добровольцев развивался с затруднениями, но к полудню войска Маркова взяли хутор, и красные силы начали отходить от Шаблиевки. Марков распорядился выслать несколько сотен пехоты для занятия станции с командой подрывников для порчи путей в направлении станции Великокняжеской, а сам с полковниками Туненбергом и Тимановским перешёл на открытое место и сделал наблюдательный пункт на сложенных шпалах возле станции. В это время с советского бронепоезда был открыт огонь по наблюдательному пункту, и граната разорвалась вблизи Маркова, смертельно ранив его в голову и левое плечо.