1988年，孔繁森在母親年邁、3個孩子尚未成年、妻子體弱多病的情況下，仍然克服困難，再次帶隊進藏，任拉薩市副市長，分管文教、衛生和民政工作。為了發展當地教育事業，他跑遍了全市8個區縣所有公辦學校和壹半以上的鄉、村辦小學，拉薩的適齡兒童入學率從45％提高到80％。全市56個敬老院和養老院，他走訪過48個，給孤寡老人送去了黨和政府的溫暖。因西藏偏遠地區醫療衛生條件較差，他每次下鄉時都特地帶壹個醫療箱，買上數百元的常用藥，送給急需的農牧民。壹個醫藥箱雖然解決不了所有問題，但對接受治療的患者來說，卻往往是性命攸關。
藏族農民向孔繁森敬獻青稞酒
1993年，孔繁森進藏工作期滿，但他繼續留在西藏，擔任了阿裏地委書記。為了摸清實際情況，他深入調查研究，求計問策，尋找帶領群眾脫貧致富的路子。不到兩年的時間，他跑遍了全地區106個鄉中的98個。阿裏是西藏最偏僻和平均海拔的地區，外出時常常壹天也看不到壹個人影。他們餓了就吃口風幹的牛羊肉，渴了就喝口山上流下來的雪水。旅途中雖然艱苦，孔繁森卻充滿樂觀，並風趣地對隨行人員說：“快嘗嘗，這是上等的礦泉水，高原沒有汙染，等我們開發出來了，讓外國人花美元來買！”
1992年，拉薩市黑竹、工卡等縣發生地震，任拉薩市副市長的孔繁森趕赴災區。在那裏，他收養了12歲、7歲和5歲的三個孤兒曲尼、曲印和貢桑。孔繁森將他們帶回拉薩，照管他們的生活，教他們讀書識字，夜裏孔繁森就同孩子們擠在壹張大床上睡覺。年幼的孩子常在夜裏尿床，他就不厭其煩地洗換床單。節假日只要有空，他說帶上他們逛公園，逛商店，給他們買衣物。孔繁森雖然是副市長，但他每次下鄉去，總要帶些自己的錢給生活困難的鄉親，往往壹月剛過半，工資就花光了，有時連夥食費也不夠交。他自己經常吃榨菜拌飯，卻不願讓孩子和他壹樣受罪，錢不夠怎麽辦？孔繁森就獻血換錢來給孩子添補營養。市長格桑頓珠見孔繁森負擔太重，領走了曲尼。然而，不幸的事情發生了，1994年11月29日，孔繁森在去新疆塔城考察邊貿途中，因車禍殉職，年僅50歲。