Жуков приказал Ефремову прорываться через партизанские районы в общем направлении на Киров. Последний, считая, что путь на Киров слишком длинен для его утомленной группы, обратился по радио непосредственно в Генштаб с просьбой разрешить ему прорваться по кратчайшему пути — через реку Угру.
Несмотря на несогласие Жукова, Сталин одобрил предложение Ефремова и приказал организовать встречный удар силами фронта. Такой удар был подготовлен и осуществлен 43-й армией. Но когда до окруженной армии Ефремова оставалось не более двух километров, немцы нанесли нашим войскам тяжелые потери и вынудили перейти к обороне. Наступление 43-й армии захлебывалось в крови.
2 апреля 1942 г. немцы предложили Ефремову сдаться. Листовка-ультиматум была подписана германским Верховным командованием. В ответ на это по запросу Ефремова советская фронтовая авиация нанесла бомбовый удар по штабу немецких частей, окружавших 33-ю армию.
9 апреля Ставка Верховного главнокомандования прислала за Ефремовым самолет, чтобы вывезти генерала из окруженной армии и спасти его жизнь, однако Ефремов отказался бросить солдат. Он отправил на самолете знамена армии, чтобы они не достались врагу, а офицеру связи сказал: «Командовал войсками армии в окружении, и если случится, то и умирать буду с бойцами».
13 апреля 1942 г. штаб фронта дал 33-й армии разрешение на выход из окружения. Однако полученное разрешение запоздало — личный состав к этому времени совсем обессилел. Боеприпасы иссякли. Снег растаял, а солдаты были обуты в валенки. Разлилась Угра. К 18 апреля под личным командованием Ефремова осталось примерно 2000 человек. Лишь небольшим группам удалось прорваться на другой берег Угры и добраться до своих. При выходе из окружения генерал Ефремов получил ранение и потерял возможность идти самостоятельно. Солдаты, уважавшие и любившие командира, несли его на своих плечах.
Немцы с почестями похоронили тело мужественного военачальника за алтарем церкви Живоначальной Троицы в селе Слободка Смоленской области, в стенах которой содержали пленных. При похоронах немецкий генерал обратился к своим солдатам: «Сражайтесь за Германию так, как сражался Ефремов за свою Россию».
После освобождения местности от врагов в 1943 г. останки М. Г. Ефремова были торжественно перезахоронены в городе Вязьме на Екатерининском кладбище. В 1946 году на могиле был установлен памятник работы скульптора Е. В. Вучетича. Указом Президента Российской Федерации от 31 декабря 1996 г. «за мужество и героизм, проявленные в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками в Великой Отечественной войне 1941–1945 годов» генерал-лейтенанту Ефремову Михаилу Григорьевичу посмертно присвоено звание Героя Российской Федерации.
Генерала М. Г. Ефремова сравнивают с другими генералами-современниками. Наиболее яркое и частое сравнение — с генералом А. А. Власовым. Поначалу их судьбы сложились очень похоже: оба командовали армиями, и 2-я ударная, и 33-я ушли в глубокий прорыв, затем обе были отрезаны и окружены. Однако генерал А. А. Власов сдался в плен, изменил присяге и служил вермахту, а Михаил Григорьевич Ефремов оружия не сложил и последний патрон истратил по назначению, выбрав между жизнью и честью — последнее. Вышедшие из окружения солдаты Власова оказались под подозрением (после войны на многих из них смотрели через призму предательства Власова). Смерть же Ефремова «обелила даже тех малодушных, которые дрогнули в трудную минуту и бросили своего командующего, чтобы спастись в одиночку». Вышедшие из окружения бойцы 33-й армии были награждены уже в мае 1942 г.: командиры были удостоены ордена Красного Знамени, а рядовой и начальствующий состав — орденами Красной Звезды или медалями.
М. Г. Ефремов относился к низшим чинам армейского состава без высокомерия, но и без панибратства. Был прост, требователен, отличался личной дисциплинированностью, внешней и внутренней подтянутостью и аккуратностью. Эти качества он сохранил до конца своей жизни. Ефремов отрицательно относился к любым нарушениям дисциплины и правил. Требовал, чтобы оружие всегда было в порядке, внимательно проверял, как оно хранится и в каком состоянии.
Мемориальная доска на памятнике на месте гибели М. Г. Ефремова
Как хороший наставник, он всегда поддерживал инициативных, требовательных офицеров и сержантов, особенно отличившихся в боевой и политической подготовке представлял к орденам и медалям, досрочному присвоению очередного звания, награждению ценными подарками. Особенно талантливых командиров выдвигал на ответственные должности, посылал на учебу в военные заведения. В свое время в Приволжском военном округе под началом Ефремова служили А. М. Василевский, В. Д. Соколовский, И. С. Конев, Ф. И. Голиков, которые в годы Великой Отечественной войны стали маршалами и которые, конечно, что-то почерпнули нужное из совместной службы.