皮定均将军是在1976年7月14日乘坐的直升机失事中不幸殉职的。当时，他正前往福建前线的东山岛海域参加一次大规模的海陆空联合军事演习。不幸的是，直升机在飞行过程中撞到了漳州漳浦县灶山的半山腰，包括皮定均将军及其长子皮国宏在内的机上十三人全部遇难。
事故发生后，皮定均将军的遗体被寻回并火化，安葬在八宝山公墓。这起事故在当时引起了全国范围内的关注和震动，并伴随着各种传言和猜测，但这些传言并没有得到证实。
皮定均将军是一位在抗日战争和解放战争中建立过赫赫战功的开国中将，他的离世让家人和全国人民都感到非常悲痛