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。民国二十九年(1940年)二月二十七日，化成病情恶化，经抢救无效，病逝于江苏溧阳，年仅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。”1962年秋，化成女儿罗阳志前往江苏溧阳竹箦桥收殓烈士遗骨，当地父老央求道“……请留一半给我们纪念，让我们子孙后代不忘罗主任的功绩！”

“五四”运动后，罗化成常与十几位进步青年阅读《新青年》、《向导》等革命刊物，逐步接受革命思想。不久，便于张赤男、杨成武等在省立第七中学(今长汀一中)教师黄亚光的支持下，共同发起成立长汀县学生联合会，创办《长汀日刊》，宣传革命道理。

1925年夏，罗化成在汀州蚕业专科学校任蚕业研究小组组长时，以研究蚕业为名，用马列主义观点分析、观察社会，抨击反动统治阶级，寻找救国救民道路。

1926年12月上旬，在长汀成立国民党县党部时，罗化成参加县党部工作。

1927年“四·一二”反革命政变后，长汀国民党右派强行解散县工会、农会、学生联合会。罗化成、段奋夫、黄亚光等立即组织进步分子向农村转移，从事地下活动。9月9日，周恩来、朱德等率领南昌起义军抵达长汀城。起义军派共产党员周肃清帮助建立党组织，召集段奋夫、吴炳若、王仰颜等共产党员，成立中国共产党长汀县特别支部时，罗由李立三、周肃清介绍加入中国共产党。同年冬，同张赤男到南阳、宣城一带开展秘密革命活动，先后在南阳赖茜坑和罗坊成立中国共产党支部，他兼任党支部书记。

1928年3月，党组织安排他任汀州公路局工程师，以合法身份进行秘密革命活动。4月间，以中医身份到上杭县才溪与中国共产党上杭党组织领导人蓝鸿翔取得联系，蓝以算命为掩护，一起深入才溪贫苦农民之中，传播马克思主义，宣传革命道理，引导农民组织秘密农会，同地主豪绅展开斗争，并帮助建立中国共产党才溪支部。7月初，介绍刘忠、王奇才等人加入中国共产党，为才溪武装暴动，建立工农政权打下了思想、组织基础。

1929年2月，中国共产党长汀特别支部改为临时县委，罗化成任县委委员。3月，红四军攻占长汀城，正式成立中国共产党长汀县委，仍任县委委员。根据县委指示，与张赤男到汀南的涂坊、宣城、南阳等地指导革命工作。不久成立中国共产党汀南区特委，罗化成任特委书记。7月中旬，红四军一纵队到达南阳，罗化成领导当地共产党组织在康屋背头大草坪召开群众大会，欢迎红四军，接着在南坑鞍山岗召开全区党员大会，部署武装暴动，收缴各乡村民团枪支，击毙反动民团头目黄霞余，击伤其弟黄志煌。次日，他指挥暴动队押着10多个土豪劣绅游街示众，并在圩头演讲，号召工农劳苦群众团结起来，跟着共产党闹革命，打土豪、分田地，建立苏维埃政权。在各乡村农民纷纷起来举行武装暴动时，罗化成又指导他们建立起苏维埃政权，发动群众打土豪、分田地。在土匪头子曹发良乘机打家劫舍、扰乱民心时，罗化成便主动派人与张赤男联系，张随即率领宣城区暴动武装队伍赶到南阳，配合当地赤卫队一举扑灭曹匪，收缴长枪20多支、短枪4支。尔后，又调集南阳、才溪、宣城赤卫队1000余人，在张屋埔歼灭民团黄月波部200多人，使汀南的南阳、宣城、涂坊与上杭的才溪等地赤色区域连成一片。7月下旬，罗化成出席中国共产党闽西特委第一次代表大会后，他在汀南地区发展党团组织，建立工农政权，扩大赤卫队武装，发动群众开展土地革命，开创汀、杭、连、武四县边界工农武装割据的新局面。后，闽西工农赤卫队改编为四纵队特务大队，罗化成任大队长。12月底，特务大队奉命改编为三十三大队，罗化成任政委。

1930年8月，在与民团黄月波部作战中，罗化成腮部受伤，住院治疗，伤愈后，任红军后方医院(设在大洋坝)院长。

1932年秋，调汀州“福音医院”当医师。当时，中华苏维埃共和国主席毛泽东在此养病，得悉其妻被豪绅强迫改嫁、儿女被卖时，十分同情和关怀，便介绍身边的特别护理曾史英与其相识，不久结为夫妇。

1934年3月，罗化成调任福建省苏维埃政府秘书长兼武装动员部部长。10月，红军主力长征后，服从组织安排留在省苏维埃政府机关工作。省苏维埃机关和所属部队迁四都时，遭到国民党军队的包围攻击，部队被冲散，罗化成被捕，关押在瑞金监狱，幸未暴露身份。瑞金地方当局决定将罗化成、梁国斌等一批不明身份的人解回原籍。在押解途中，他们机智逃脱，经一番周折与汀州城区地下党区委书记毛钟鸣取得联系，党组织决定让他们经南昌、上海赴香港，通过邓芳与党组织取得联系。

1935年11月，罗化成等到达香港找到邓芳，接上关系。26年8月，罗、梁被派回闽西南与张鼎丞、邓子恢一起参加抗日救亡工作。同年10月间，罗化成回长汀、连城领导秘密武装组织。12月，闽西人民抗日义勇军奉命改编为国民革命军新编第四军第二支队，他任二支队军医处长。

1938年3月，二支队开赴苏南抗日前线，同年秋，在张鼎丞率领下，二支队进入苏南敌后。随后，第一、二支队建立以茅山为中心的抗日根据地，罗化成任二支队政治部副主任。在繁忙的工作与战斗中，始终保持警惕。太平县山口镇新四军医院出现半年治死伤员50多名的医疗事故，化成深入调查，顺藤摸瓜，终于破获这起隐藏在军医处的中国国民党特务“蓝罗王”用日本毒针杀害伤员的案件，消除了隐患。

1939年秋，罗化成任二支队政治部主任，常亲临战场指挥战斗。一次在安徽省位圩一带宣传、动员群众抗日时，发现国民党军队退缩在黄土镇一带修碉筑堡、大肆烧杀掳枪，便亲自带兵侦察，指挥部队炸毁3个哨堡。同年11月中旬，他亲自带领部队扫除平湖边日军小队，推动了当涂、芜湖地区抗日战争的胜利进程。

由于长期处在艰苦的战争环境，罗化成积劳成疾，心脏病不时复发。

1940年2月20日，大雪纷飞，气候十分恶劣，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。

1955年2月，被追认为烈士。

1962年秋，上杭县人民委员会派其女儿罗阳志前往江苏溧阳县竹箦桥收殓烈士遗骨，迁葬于县北门革命烈士陵园。

罗化成在抗日前线是一位杰出的有影响的爱国将领，早在闽西农民武装暴动时，他就是一位智勇双全的英豪人物。其中1929年7月在领导南阳暴动消灭团防局的行动中，就充分表现了他的神勇。

当时驻南阳乡的团防局局长黄霞余，是个无恶不作的地方恶霸。乡亲们提起他，无不恨得咬牙切齿，都叫他“青竹蛇”。红军要来南阳的风声及罗化成的活动，引起了黄霞余等人的恐慌。他们纠集了当地的土豪劣绅在南阳的龙田书院密谋策划，妄图“先下手为强”，先杀了罗化成，以制止农民暴动。

罗化成侦知这一阴谋后，当机立断，决定提前暴动。7月25日晚，他周密地部署好暴动的各项事宜后，立即派人通知各村暴动队星夜赶到南阳集中。正当罗化成和暴动骨干紧急商议行动计划时，只见漆黑的夜幕中，罗化成家的房屋已被烧成火海。暴动队员非常着急，纷纷提议先去灭火救人，再来消灭“青竹蛇”。罗化成明白，这是敌人的调虎离山计，他坚定地说：“这是黄霞余一伙的阴谋诡计，我们决不能上当！让他烧吧，革命成功后再盖新的，眼下消灭敌人要紧，同志们，出发！”

深夜，在罗化成的领导下，南阳全区暴动了！300多名暴动队员身背大刀，手持梭标、长矛、鸟铳，以迅雷不及掩耳之势包围了龙田书院。罗化成组织了几名强悍精灵的暴动队员迅速把敌哨兵除掉，率队员冲入大厅，黄霞余惊惶失措拔出手枪，罗化成眼疾手快，一脚踢飞了“青竹蛇”的枪，并立即举枪连发了几颗子弹，把这个罪大恶极的团防局长打倒了。龙田书院里喊杀声响彻夜空，那些平日里横行霸道、凶神恶煞般的土豪劣绅一个个失魂落魄，跪地求饶。

第二天正逢南阳圩日，暴动队员押着被俘的土豪劣绅在圩场上游圩示众。罗化成跃上一片高地，大声向周围群众宣布南阳暴动胜利的消息，并作演讲。在场群众无不拍手称快，情不自禁地跟着暴动队员呼喊口号：“打倒土豪劣绅！建立工农政权！”随着，南阳境内轰轰烈烈的土地革命斗争开展了起来。