1941年5月，华北日军在司令官多田骏中将率领下，以6个师团、4个混成旅团及3个飞行团，总兵力约10万余人，企图将中条山的中国军队全歼于黄河北岸。5月9日，中国军队已被日军打散，先后退出中条山，朝黄河南岸撤退。5月10日，唐淮源收到撤退电令时，已陷入日军重围。5月12日中午，唐淮源在日军围攻下突围无望，趁随从在门口警戒之际，于悬山顶的小土庙内，举枪射向自己的心脏。时年55岁。