牺牲在东平
回山东后,黄白莹被分配到中共泰西地委任宣传部副部长。其间,宣传部的工作主要由他负责。为了培养干部,他常到泰西地委党校讲课,并写出了鼓舞人们坚持持久抗战的许多诗篇和歌曲,给干部群众留下了难忘的印象。后来,他担任了泰西地委宣传部长。1941年3月21日,在肥城西南莲花峪战斗中,黄白莹和同志们被日军包围,突围时地不幸中弹牺牲,年仅24岁。战斗结束后,地委机关为黄白莹举行了追悼会,把他的遗体浮厝于莲花峪。
1964年2月,泰安地委、专署将黄白莹的遗骨迁葬于泰山南麓的烈士陵园。泰安地委、专署、军分区的负责同志和广大干部群众,举行了隆重的安葬仪式。现在每逢清明佳节,广大干部群众和青少年纷纷到烈士墓前瞻仰致祭。黄白莹烈士抗战前的遗像、诗歌、散文手稿和一盏他用过多年的青瓷铁灯,如今存放在天津历史博物馆天津现代革命史陈列室中,成为后人学习革命先烈不朽精神的珍贵教材。