Między 9 a 11 kwietnia 1940 został zamordowany w Katyniu przez funkcjonariuszy Obwodowego Zarządu NKWD w Smoleńsku oraz pracowników NKWD przybyłych z Moskwy na mocy decyzji Biura Politycznego KC WKP(b) z 5 marca 1940. Ofiary tej zbrodni grzebano potajemnie w bezimiennych mogiłach zbiorowych, gdzie od 28 lipca 2000 mieści się oficjalnie Polski Cmentarz Wojenny w Katyniu. W miejscu tym prowadzone były ekshumacje i prace archeologiczne. W 1943 jego wizytówkę znaleziono w toku ekshumacji nadzorowanych przez Niemców, przy szczątkach niezidentyfikowanego żołnierza (prawdopodobnie lekarza) pod numerem 3903 – raport dzienny z 4 czerwca 1943. Na liście Komisji Technicznej PCK pod numerem 03903, przy nierozpoznanym wojskowym, wskazano dwie legitymacje Zw. Lekarzy, świadectwo szczepienia oraz wizytówki na nazwisko: Prof. dr. Zieliński Marcin. W Archiwum Robla w pakiecie 0921-02, wymieniony (bez imienia) we wpisie z 9 października 1939 w kalendarzyku znalezionym przy szczątkach Floriana Nowakowskiego, a także we wpisach z 20 września i 3 listopada 1939 w pamiętniku znalezionym przy szczątkach Stefana Pieńkowskiego (pakiet 0988-08, 11, 22) oraz na liście jeńców wojennych – oficerów 11.