1944年9月11日，彭雪枫将军身中流弹去世，时年37岁。
为了稳定军心，他牺牲的消息直到1945年1月24日才被公布。在彭雪枫的追悼会上，毛主席写下了他一生中最长的一幅对联表示哀悼，足足有70个字。
彭雪枫牺牲的时候，他的妻子林颖（1920年-2015年）正是有孕在身，而腹中的胎儿正是后来的共和国上将彭小枫。
彭小枫在母亲林颖的照顾下长大，他自幼聪明好学，18岁那年，他报考了著名的哈尔滨军事工程学院（即“哈军工”）。该校是“一五计划”的重点工程之一，当时全国的20所重点大学之一，属于军队序列，是军工院校的翘楚，为后来的中国培育出了大量的“两弹一星”、超级计算机、隐形战斗机、导弹驱逐舰、载人航天、探月工程等尖端国防工程人才，是当时人们趋之若鹜的顶尖大学。
彭小枫怀抱着从军的热情报考哈军工，显然有想替父亲完成其未竟之业的想法，然而，不久之后，彭小枫却收到了他不能报考该校的通知，理由是政审不过关。
沮丧而无奈的彭小枫于是找到了父亲的老战友、老朋友张爱萍将军，希望他能帮助自己解决这个问题。据张爱萍之子张胜回忆，张爱萍得知情况后，立刻就给哈军工的相关部门打去电话，问：“难道彭雪枫的儿子也不能信任吗？”这样，彭小枫才得以进入哈军工常规武器系学习。
不久之后，张爱萍将军到哈军工检查工作，特地叫来彭小枫和自己一起吃饭。席间，彭小枫和张爱萍的长子张翔都说自己想去导弹专业学习。这是当时哈军工最热门的专业，名额非常紧缺。张爱萍听后沉思了一会儿说道：“小枫想去的话，我可以给说句话，但张翔不行。”
后来，彭小枫又因为一些问题受到组织审查，张爱萍路过沈阳的时候，特地对军区负责的同志说：“审查可以，但不能在身体、人格上折磨人家。”
彭小枫后来每次回忆此事，都非常感激，他曾对张爱萍的家人说：“我有今天，多亏了张叔叔。”
对于彭雪枫的遗腹子，张爱萍给了他很大的帮助，以至于儿子张胜都说：“父亲的做法的确有悖常理，甚至违背了原则，也不是他自己一贯倡导的风格。但他都做了，为什么？因为那是彭雪枫，彭雪枫死了，而他还活着！”
张爱萍和彭雪枫在红军时期就是搭档，两人一个团长一个政委，度过了长征那样艰难的岁月，后来又在华中地区开疆拓土，开辟根据地，结下了终生的深厚情谊。彭雪枫的早逝，是张爱萍心中一段沉痛的往事。
彭小枫从哈军工毕业之后参加解放军，历任排长、团、军作训参谋，警备区副政委、师政治部主任、师政委、40集团军政治部主任、副政委、政委、兰州军区副政委、国防大学副政委兼纪委书记等职务。
2003年，哈军工导弹系毕业的彭小枫被调到解放军“二炮”部队，接替隋明太担任政委，并在2006年6月24日晋升上将军衔。
2009年，彭小枫卸任二炮政委一职，由张海阳将军接替。张海阳将军于2009年晋升上将军衔，这意味着他和其父亲张震上将一起，成为了解放军历史上的首对“父子上将”。
有网友说，如果彭雪枫没有牺牲，以他的资历和军功，必然会在1955年获得上将军衔，那么，首对“父子上将”的称号很大概率是彭雪萍、彭小枫父子的。
