W czasie wojny koreańskiej, gdy 2 lipca 1950 siły komunistyczne zajęły Seul, pozostał w mieście. Aresztowany przez komunistów. Groźbami pozbawiania życia chciano zmusić go do potępienia Stanów Zjednoczonych, Watykanu i ONZ, jednak odmówił. Po procesie dołączył do wyczerpującego, trwającego ponad cztery miesiące marszu więźniów i jeńców pędzonych przez komunistów przy niesprzyjającej pogodzie, niewystarczających racjach żywnościowych i braku schronienia. Współuczestniczy marszu wspominają, że bp Byrne pomagał współwięźniom. W listopadzie 1950 zachorował na zapalenie płuc. 25 listopada 1950 zmarł. W noc przed śmiercią wyspowiadał się u swojego sekretarza o. Williama Bootha. Swoim towarzyszom powiedział Po przywileju mojego kapłaństwa, uważam ten przywilej cierpienia dla Chrystusa z wszystkimi jako największy w moim życiu. Pochował go we własnej sutannie inny uczestnik marszu ks. Thomas F. Quinlan SSCME prefekt apostolski Chuncheonu.
Informacja o śmierci bp Byrne'a ujrzała światło dzienne dopiero dwa lata później, gdy inspektorzy ONZ-etu dotarli do ocalałych z marszu.