1936年6月任紅四方面軍總供給部部長。同年10月隨方面軍總部西渡黃河，轉(zhuǎn)戰(zhàn)甘肅省河西走廊，在極端困難的條件下組織收購糧食，制作被服、彈藥，供應部隊作戰(zhàn)需要。1937年3月14日在赴西路軍總指揮部途中，于臨澤康龍寺以南的石窩被國民黨軍包圍。為了不使攜帶的經(jīng)費落到敵人手里，鄭義齋當機立斷，命令戰(zhàn)士張開清帶上黃金和銀元沖出去，自己組織掩護。在激戰(zhàn)中，鄭義齋壯烈犧牲，時年36歲。

新中國成立以后，黨和人民政府在高臺烈士陵園為西路軍英勇犧牲的將士們建立了紀念碑。徐向前元帥為碑文題詞：“振堂、海松、厚發(fā)、啟華、義齋及西路軍犧牲的諸烈士們：你們?yōu)橹腥A民族的解放和勞動人民的利益堅韌不拔、自我犧牲精神和英雄氣概，是我軍的無上光榮?！?/p>

飲水思源，不忘來路，鄭義齋的革命人生雖然很短，卻給家鄉(xiāng)后人留下了非常珍貴的精神財富，他對革命滿懷一腔似火的熱情和奮不顧身的信念，也在不斷地激勵著家鄉(xiāng)的父老鄉(xiāng)親。如今，許昌市烈士陵園每年約有5萬人次參觀緬懷，已成為當?shù)亻_展愛國主義教育的重要平臺。