1935年王均奉令率所部第3军西调陕甘,绥靖大西北,并警戒关东军及伪蒙军西犯。期间毛泽东与朱德联名致电王均共赴国难。
1936年10月,关东军指使伪满蒙军一部西犯,王均督令第三军吕继周率一团痛击,敌大败窜回。
1936年11月8日王均军长乘军机视察边防,坠机殉职,终年45岁。国民政府追授一级上将衔,葬南京中山陵旁。