1937年郝夢齡奉命指揮7個旅，由正面向敵夜襲，左右翼同時出擊策應以期收夾擊之效。夜裡3時，郝夢齡又親臨前線，揮兵奮進，連克數座山頭。五十四師師長劉家麒也隨郝夢齡督隊前進。
到5時餘，天已微明。郝夢齡擔心天明後新奪的陣地受敵機及其炮火威脅，決定乘勝直追，迅速將殘敵殲滅，遂更奮勇揮兵。在我軍追襲下，敵陣紛亂，不得不以機槍、榴彈炮掩護退卻。這時，郝夢齡、劉家麒已臨散兵線之前，距敵僅200多米。突然，兩人中彈倒下。兩將在彌留之際仍力呼所部殺敵報國，而後壯烈犧牲。
同時殉國的，還有獨立第五旅旅長鄭廷珍郝夢齡將軍是抗戰初期，犧性在抗日疆場上的我軍第一位軍長。噩耗傳開舉國悲悼。當靈柩於10月24日運抵武漢時，武漢各界代表4000餘人往車站迎靈11月15日，武漢各界隆重舉行追悼大會，全市下半旗誌哀，武漢行營主任何成浚代表蔣介石主祭。而後，將郝夢齡將軍的靈柩以國葬儀式安葬於武昌洪山卓刀泉。
12月6日，國民政府特頒褒揚令，追贈郝夢齡為陸軍上將，劉、鄭各追贈為陸軍中將，明令“從優撫卹，生平事蹟存備宣付史館，用彰勳藎，而垂水久”。為了紀念烈士，曾將漢口日租界的北小路命名為“郝夢齡路”(今吉林路)。
中共會上，高度評價了郝夢齡等為國家民族的獻身精神。他說：八個月中，陸空兩面都做了英勇的奮戰；全國實現了偉大的團結；幾百萬軍隊與無數人民都加入了火線，其中幾十萬人就在執行他們的神聖任務中光榮地、壯烈地犧牲了。這些人中間，許多是國民黨人，許多是共產黨人，許多是其他黨派和無黨無派的人。
我們真誠地追悼這些死者，表示永遠紀念他們。從郝夢齡、佟麟閣、趙登禹、饒國華、劉家麒諸將領到每一個戰士，無不給了中國人以崇高偉大的模範。中華民族決不是一群綿羊，而是富於民族自尊心與人類正義心的偉大民族，為了民族自尊與人類正義，為了中國人一定要生存在自己的土地上，決不讓日本法西斯不付重大代價達到其無法無天的目的。
我們的方法就是戰爭與犧牲，拿戰爭對抗戰爭，拿革命的正義戰對抗野蠻的侵略戰；這種精神，我們民族的數千年曆史已經證明，現在再來一次偉大的證明。郝夢齡將軍等數十人就為著這個而犧牲了……郝夢齡將軍等的熱血是不會白流的，日本強盜之被趕出中國誰能說不是必然的？