1948年春，中央進入河北西柏坡。任弼時身體狀況很不好，卻仍時時支撐著協助周恩來工作，協調各戰略區的物資調配和後勤支援。1949年3月，他隨中央進入北京，主持召開青年團第一次全國代表大會後赴蘇聯治療。1950年4月回國後，他沒按醫囑休息，立即投入工作。抗美援朝戰爭打響的第二天，即10月26日晚，他長時間研究戰局並思考對策，病情突然惡化，次日去世。
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