文化大革命開始後,他已經是77歲高齡。紅衛兵抄家批鬥,讓他難以承受。無奈之下,兒子翁心源只好向總理辦公室求救。隨後,翁心源本人也無法自保,於1970年在湖北潛江石油部五七幹校時,因難以忍受無休止的批鬥而溺水身亡。面對如此慘痛的人間悲劇,翁文灝再也無法承受,於1971年1月27日在北京逝世,享年82歲。