1940 年 5 月，冼星海接受党中央的委托，前往苏联完成抗战新闻电影《八路军与老百姓》的作曲配音任务。
行前，毛主席在杨家岭再次接见了冼星海，并盛情款待。饭后，勉励他发扬无产阶级国际主义精神，用自己的音乐继续战斗。
5 月 14 日，星海告别妻子和刚 9 个月的爱女妮娜，与电影艺术家袁牧之一道从延安启程。为了不暴露共产党员的身分和纪念母亲，星海代名为“黄训”。
几经周折，同年 11 月，他们到达莫斯科，住在高尔基大街“第三国际宿舍”。
星海一到达莫斯科，便抓紧每一次学习机会。他带着乐谱去莫斯科音乐院听交响乐，应邀出席苏联音乐家召开的座谈会，热情洋溢地为苏联音乐家弹奏《黄河大合唱》、《义勇军进行曲》等抗日歌曲，由此结交了很多著名的音乐家。
星海住在一间配有钢琴的房间，很舒适，但他却常常怀念“鲁艺”这个温暖的大家庭，思念朝夕相处的师生们，也惦念妻子和爱女，想念毛泽东主席。
一天，透过窗子领略莫斯科异国情调，星海忽然觉得自己也心越重山，魂飞万里，回到了宝塔山下的延河之滨。这时，灵感来了，乐思如泉涌，他连忙找出 1935 年就开始琢磨构思的《民族解放交响乐》，将新的旋律谱好，并在标题上端端正正地写上了“此作献给伟大的中国共产党中央委员会和光辉的领袖毛泽东同志”。
1941 年 6 月 22 日，德国法西斯背信弃义向前苏联发起突然袭击，面对
侵略者肆无忌惮残杀居民，星海无比愤慨。
6 月 27 日，共产国际代表季米特洛夫在办公厅接见了星海，并代表共产国际和苏联支部宣布，为保障中国艺术家在战争期间的人身安全，准备将他们转移到安全地带。
此后，星海创作了《神圣之战》交响乐，歌颂苏联人民的反法西斯战争，并把它呈献给了斯大林同志和英勇的苏联红军。
苏德大战战火越来越激烈。冼星海和袁牧之要求参战未被批准，便怀着对祖国深深的眷念，提着盛放曲稿和创作札记的大枕头，准备取道蒙古人民共和国动身回国，但由于反动派的阻挠，他们纵能插翅也难飞，不得不停留在蒙古人民共和国首府乌兰巴托。
在乌兰巴托近 1 年时间（他为防国民党的暗害改名为孔宇），闲不住的星海又开始奔走指挥教唱，他为中国工人俱乐部的音乐爱好者讲乐理，教指挥，教钢琴、小提琴、黑管、三弦，帮助他们学五线谱，还为人民组织乐队，用蒙古民歌编写合奏曲，创作了管弦乐曲《牧马词》和《敕勒歌》。
1942 年 6 月，星海被加盟共和国聘请为爱乐管弦乐团艺术指挥，他高兴地告别了乌兰巴托的朋友们，乘车前往苏联加盟共和国首都阿拉木图。
不幸的是，星海到达阿拉木图后，由于天气异常寒冷，食物相当匮乏，加上长期营养不良和过度劳累，不久，坠海便病倒了。
但星海仍以顽强的意忐，不停地创作。为了创作，他不惜卖掉了呢大衣、西装和手表；为了创作，他不止一次地下乡搜集民歌。
1945 年初，在苏联共产党的关怀下，冼星海被送进了莫斯科克里姆林宫医院。经诊断，他患有严重的肺结核、腹膜炎、心脏病、肝复水等多种疾病。
躺在病床上，星海以顽强的毅力和革命的乐观主义精神，战胜病痛的折磨。在每天抽出几立升腹水的情况下，仍用颤抖的手谱写出一个又一个音符，终于用他生命的最后时间完成了他的最后的创作——《中国狂想曲》，把她献给朝思暮想的祖国。
冼星海热爱生活，热爱祖国，祈盼着胜利。8 月，当他在病床上听到中国人民取得抗日战争的彻底胜利的喜讯之后，他激动得泪流满面，并向友人喃喃地说：“一旦我这种可怕的无力期过去，假如医生能让我站起来时，我就要埋头谱写长诗《胜利》。”然而死神不断地向星海进攻，病情不断地恶化。
10 月 30 日晚，被病魔缠绕的星海，忽然抬动着双臂，有节奏地摆动，似乎正指挥着乐队演奏，慢慢地挥动的双手垂了下来。星海安详地合上了双眼。
噩耗传到延安，正值“鲁艺”将迁至沈阳。毛泽东主席拿着莫斯科发来的电报，沉思良久，郑重地对警卫员说：
“通知鲁艺，冼星海同志在莫斯科病逝了。按原计划推迟一天搬家，召开追悼大全！”
11 月 14 日，鲁艺大礼堂里摆满了花圈，冼星海的巨幅画像悬挂在正中。
旁边高挂着毛主席亲笔书写的挽联：
为人民的音乐家冼星海同志致哀！
才华横溢的冼星海不幸去逝，引起了中国人民和国际友人的悲痛。为了永远纪念这位受人敬仰的人民音乐家，为了更好学习他的爱国主义精神和思想品德，中苏友好协会及中国音乐家协会于 1983 年元月 25 日，将星海的骨
灰移回中国，并在首都机场举行了迎灵仪式。这天冼星海的女儿冼尼娜悲恸欲绝地接过父亲的骨灰盒，中国音协主席吕骥将一面鲜红的党旗轻轻地覆盖在它的上面，在花圈的缎带上写着：“你的歌声永远鼓舞我们前进！”
此刻，首都机场悄无声息，仿佛整个大地都在为这位杰出的音乐家致哀
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