由于長期艱苦的戰(zhàn)斗生活，羅化成積勞成疾，心臟病不時發(fā)作，陳毅同志多次勸他去后方養(yǎng)病，并書古人詩“留得五湖明月在，何愁無處下金鉤”以勸之。羅化成以古人詩“醉臥沙場君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回”答之，婉言謝絕陳毅的建議，繼續(xù)帶病堅持在抗日前線工作。

1940年2月27日，羅化成心臟病突然發(fā)作，經(jīng)搶救無效在江蘇溧陽逝世，終年45歲。陳毅在追悼大會上稱羅化成是“新四軍的優(yōu)秀的領導干部”“最實際的革命人才”。1955年2月，羅化成被追認為烈士。

近年來，羅化成烈士的故鄉(xiāng)福建省長汀縣立足紅色資源優(yōu)勢，著力做好紅色文化保護、傳承和弘揚工程，不斷活化載體和形式，推進紅色文化發(fā)展的轉型升級，促進紅色精神薪火相傳，加快老區(qū)發(fā)展。