傅宗龙传令贺人龙、李国奇回兵来援救，这两个总兵不加响应，傅宗龙说：“他们避死，想必不来了，我难道也避死吗！”对他的部下讲：“宗龙老了，今天陷在起义军包围中，我要和大家一道决一死战，不能像他人一样卷甲逃走。”又召裨校李本实过去挨着杨文岳守过的壁堡开挖战壕，堆起战垒用来拒击起义军，起义军也挖了两重战壕来包围他们。
陕西部队的粮食吃完了，傅宗龙杀了骡、马给他们吃。第二天，营中的骡马也没了，就分食阵亡义军的尸体。营中的火药、铅子、箭都放完了，傅宗龙清点士卒，除受伤、死亡的士兵以外，还有六千兵。半夜时分，傅宗龙率领这些部队偷袭起义军营，杀死起义军一千多人，突围而出。官军出来后散乱了，傅宗龙步行率领他们边战边走。他们走到离项城只有八里的地方，起义军追上来，活捉了傅宗龙，然后到城门前喊道：“我们是三边总督的护卫官兵，请打开城门让总督进去！”傅宗龙大声喊道：“我是三边总督，不幸落在贼兵手里，左右都是贼呀！”起义军向傅宗龙唾口水，傅宗龙骂他们说：“我是朝廷大臣，要杀就杀，怎肯替贼赚城门来苟活！”起义军抽出刀向傅宗龙砍来，傅宗龙被砍下头颅，倒下了，起义军又割下他的耳朵、鼻子，傅宗龙就这样死在了城门之下。
崇祯帝闻傅宗龙死讯后，复其兵部尚书职，赠太子少保，谥忠壮，荫封子孙为世袭锦衣百户，并对他予以公祭、公葬。
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