暴动胜利后，罗化成建立了“汀连南赤卫队”，积极发动汀、连、杭、武边区群众打土豪、分田地，建立苏维埃政权。后赤卫队改编为红12军第五纵队，罗化成任政委。抗战开始后，罗化成历任新四军二支队军医处长、后方留守处主任、政治部主任。由于长期艰苦的战斗生活，罗化成积劳成疾，心脏病不断发作，但他多次婉言谢绝陈毅让其去后方疗养的建议。1940年2月27日，在他带病与日、伪军作战时，心脏病突然发作，经抢救无效逝世，终年45岁。

    罗化成逝世后，新四军一万多名指战员和数千群众为他举行追悼大会，陈毅在悼词中称赞他是：“一个最有实践经验的人才，抗战救国中值得全国人民效法的人物，久经考验的老党员，经得起考验的革命家。”