1937年9月被任命為南京市長、首都衛(wèi)戍副司令長官（司令長官唐生智）兼南京市警備司令，成為拱衛(wèi)國民政府首都的實際負責人。組織十萬民工搶修南京抗戰(zhàn)工事，并且指揮憲兵部隊、警察部隊進行了慘烈的對日作戰(zhàn)。12月13日，帶領(lǐng)將士在下關(guān)與日軍展開肉搏血戰(zhàn)，激戰(zhàn)5小時，數(shù)千將士壯烈犧牲。肖山令也大義凜然，舉槍殉國，以自己的義舉，實現(xiàn)了“誓與南京共存亡”的諾言，時年45歲。國民黨國防部史政局有文“蔣委員長每訓軍人輒謂‘抗倭之戰(zhàn)，能與城共存亡者，實以肖副司令為巨擘’”。1985年，湖南省人民政府追認為革命烈士。