虎狼峡关口险要，易守难攻，为了早点夺关而出，穆桂英决定先去探看虚实，然后好做出破敌之策。她于是带了几个亲兵直奔虎狼峡边一个悬崖。然而，穆桂英不会料到，西夏早就在崖上埋伏了一支伏兵，等穆桂英等人好不容易攀登到山上时，他们没讲客气，一声令下，万箭齐发，穆桂英武功再高，也难以抵挡，再加上脚下是万丈悬崖，后退无路，当场中箭身亡。而留守在崖下“望风”的几名女将见穆桂英中了埋伏，不顾危险，赶紧上来救援。结果可想而知，全部壮烈牺牲。
事后，西夏人把穆桂英等人的首级割去邀功，而尸体则被抛到了崖下。
穆桂英战死后，她和众战死女将的遗体被赶来救援的杨满堂收殓，西夏兵退出虎狼峡之后，穆桂英被葬在了战死之处，建立“杨家将坟”祭奠。随及，百岁挂帅的佘太君赶来祭奠，哭声震山岳，山崖闻之也滴泪，后来，此处被人们叫做“滴泪崖”。据悉，现在甘肃武威县当地还有着“杨家将坟”和“滴泪崖”的遗址和相关传说。
穆桂英牺牲后，杨家将还是攻破了西夏，以一场大胜告慰了穆桂英的在天之灵。
穆桂英战死虎狼峡，在甘肃一带广为流传。但是，很多专家学者却指出，穆桂英很可能是虚构的历史人物。所谓《穆桂英挂帅》、《百岁挂帅》等等杨门女将曲目都是编出来的。为此，千百年来，关于她故事和传说争议不断。
《杨家府演义》中，十二寡妇里没有穆桂英。穆桂英在十二寡妇征西前就已经战死吗？同时，关于杨家将的最终结局是，杨怀玉*死了一心诬害杨门忠良的丞相张茂全家，见几代皇帝因为听信奸臣的谗言。杨家在太宗、真宗、仁宗时期均差点被朝廷抄斩，心灰意冷之下，为了家族人的性命着想，归隐山林——躲入太行山，从此自耕自食，不再出仕。
