高杉晋作
しかし、7月20日に将軍・徳川家茂が死去すると、7月30日には肥後藩・久留米藩・柳川藩・唐津藩・中津藩が撤兵、幕府軍総督・小笠原長行も海路で小倉から離脱、残された小倉藩が8月1日小倉城に火を放ち逃走したため、幕府軍の敗北が決定的となった。幕府の権威は大きく失墜し、翌慶応3年(1867年)11月の大政奉還へとつながることとなった。
その後、下関市桜山で肺結核の療養中、慶応3年4月13日(1867年5月16日)深夜に死去。享年29(満27歳8ヶ月)。なお墓碑銘などで命日が14日とされているのは、長男の梅之進に谷家を相続させるために時間が必要だったためと考えられる。 臨終には父・母・妻と息子がかけつけ、野村望東尼・山県狂介・田中顕助が立ち会ったとされる(ただし田中自身は当日は京にいたと日記に記している)。
栄典は贈正四位(1891年(明治24年)4月8日)。