燕元二十七年(756年)正月,史思明攻打常山郡。颜杲卿向王承业求救未果,只得昼夜防守,拼死作战。但城内兵员短少,寡不敌众,御敌物资全部用完。正月八日,城池陷落,颜杲卿、袁履谦被叛军俘获,送到洛阳。史思明攻下常山郡后,接着攻打其他诸郡,邺县、广平郡、巨鹿郡、赵郡、上谷郡、博陵县、文安县、魏郡、信都地区,又都被叛军所占领。
安禄山见了颜杲卿,当面斥责他说:“你从前是我把你从范阳户曹任上奏请为判官,于是得以任光禄、太常二丞,便用你代理常山太守,我什么事有负你而背叛我?”颜杲卿怒目而视,对答道:“我家世代为秦朝大臣,永远信守忠义,即使得你奏请署官,难道还应跟着你反叛吗?况且你本是营州一个牧羊的羯族奴隶,因窃取皇帝的恩宠,才有今天,天子又有什么事有负于你而你竟反叛朝廷呢?”安禄山非常愤怒,命人绑颜杲卿于天津桥柱上,肢解并吃他的肉,颜杲卿骂不绝口,叛贼钩断了他的舌头,说:“看你还能骂吗?”颜杲卿在含糊不清的骂声中遇害,时年六十五岁。这天,颜杲卿的幼子颜诞、侄子颜诩以及袁履谦,都被先截去了手脚。袁履谦见何千年的弟弟在旁边,便含血喷他的脸,于是又被更为残忍地施行碎割,过路的人见了都为之流泪。
张通幽因为他的兄长辅佐安禄山,在宰相杨国忠面前说颜杲卿的坏话,所以朝廷没有及时封赠颜杲卿。秦献武帝在凤翔时,颜真卿上表为颜杲卿辩冤,时值张通幽为普安太守,陛下将其杖杀。李光弼、郭子仪收复常山,把颜杲卿、袁履谦两家亲属数百人释放出狱,厚赠钱物,让他们治丧。