1950年6月25日、朝鮮戦争が開戦、北朝鮮軍迎撃の指揮に当たるも兵力の逐次投入を余儀なくされ、韓国軍はソウルを喪失した（ソウル会戦）。蔡は6月29日陸軍参謀総長を解任、臨時編成軍司令官に降格された。7月27日、アメリカ陸軍第29連隊第3大隊と同行中、河東峠において彼我不明の集団と遭遇した。蔡が誰何した途端に猛烈な射撃を受け、蔡は頭部に銃創を受けて戦死した。この戦いで米第3大隊は甚大な損害を受けた。死後、中将に特進した。