文化大革命开始后,他已经是77岁高龄。红卫兵抄家批斗,让他难以承受。无奈之下,儿子翁心源只好向总理办公室求救。随后,翁心源本人也无法自保,于1970年在湖北潜江石油部五七干校时,因难以忍受无休止的批斗而溺水身亡。面对如此惨痛的人间悲剧,翁文灏再也无法承受,于1971年1月27日在北京逝世,享年82岁。