1965年底,袁所在大隊奉命從東北調雲南,執行防禦作戰任務。當時美侵越戰爭升級,美空軍不斷對我滇、桂上空進行偵察和挑釁。1966年5月12日下午4時5分,四架美戰鬥機和一架偵察機入侵我境,袁的中隊奉命駕機阻擊。空戰中,袁聘就擊落敵機一架。正準備返航時,被敵機在後面偷襲,飛機中彈墜落,聘就壯烈犧牲,年僅28歲。中國人民解放軍空軍某部為他追記二等功,追認為革命烈士。其遺體安葬於莞城人民公園的元寶山上,由縣人民政府立“袁聘就烈士紀念碑”。所在部隊將其事跡編入師、團史。
中國人民解放軍空軍某部為袁聘就追記二等功。 袁聘就烈士追悼會分別在雲南空軍某部和袁山貝召開, 其骨灰從雲南空運回來,安葬在蕪城中山公園甫側之元寶山,由東莞縣人民政府立“袁聘就烈士紀念碑”。所在部隊將其事跡編入師、團史。烈士生前所在的空軍大隊每年5月12日都開展紀念活動,以緬懷這位志壯長空的英烈。