Po agresji ZSRR na Polskę w bliżej nieznanych okolicznościach dostał się do niewoli sowieckiej. Przebywał w obozie jenieckim w Kozielsku, z którego wysłał w dniu 4 lutego 1940 r. ostatni list do żony. Wiosną 1940 r. został zamordowany przez funkcjonariuszy NKWD w Katyniu. Pogrzebano go w bezimiennej mogile zbiorowej, gdzie od 28 lipca 2000 r. mieści się oficjalnie Polski Cmentarz Wojenny w Katyniu. W Lesie Katyńskim prowadzone były ekshumacje i prace archeologiczne. W 1943 r. jego ciało zostało zidentyfikowane w toku ekshumacji prowadzonych przez Niemców pod numerem 2064 – dosł. określony jako Doroszewski Edward. Przy jego zwłokach (zwłoki były w mundurze) znaleziono list, pocztówkę, różaniec i kartę z Włocławka (z dnia 24 lutego 1940). Figuruje na liście Komisji Technicznej PCK pod numerem 02064.
Rodzina Edward Dorszewski miał dwie starsze siostry – Zofię (urodzoną w 1902 roku) i Apolonię (urodzoną w 1904 roku). Obie siostry urodziły się w wielkopolskim Czempiniu. Żoną Edwarda Dorszewskiego była Aniela z domu Nowakowska (ur. 3 kwietnia 1913 r. w Bydgoszczy, zm. 3 marca 1973 r. w Słupsku).