擊退美軍三輪攻勢后，戰場上出現了短暫的平靜。楊根思利用戰斗間隙，決定把部隊整理一下，搶修工事，補充彈藥。沒過多久，敵人又沖上來。楊根思率戰士利用有利地形，連續打退美軍的沖擊。

這時，陣地上只剩下6名戰士了。楊根思接過姜子義帶回來的紙條，上面寫著：“親愛的三連同志，你們是紅軍連隊，要堅守小高嶺，相信你們一定能守住。”

他看完營長的信，面對剩下的戰士，堅定地說：“這個陣地不能丟，只要有我們的勇敢，就沒有敵人的頑強。敵人兇，我們要兇過他；子彈拼光了拼槍托，拼斷槍托再拼洋鍬。決不能丟陣地，丟陣地就是丟臉。在美國強盜面前丟臉，是最可恥的。”

戰士們齊呼：“我們守得住。”隨后，他和大家舉起右手，莊嚴宣誓：“我們活著就是為了消滅所有反動派。為了祖國，為了朝鮮人民，為了全人類解放，我們要守住這個陣地。”

美軍又開始進攻了。在狂轟濫炸之后，美軍黑壓壓一片撲向小高嶺。面對數倍于己、整營整營的美軍，戰士們毫不畏懼。楊根思沉著指揮，逐一與敵拼殺，又一次把敵人打退了。這時陣地上只有楊根思和重機槍排長兩個人了，而且子彈也打光了。楊根思對機槍排長說：“武器不能落到敵人手里，你趕快帶著重機槍撤下去。”

東方浮紅霞，群山鋪白雪。楊根思獨立小高嶺之巔，脫下軍帽，拍去塵土，再端正地戴在頭上，極目遠眺，緩步慢行，繞著小高嶺巡視一周。他撿起可用的槍支和一包炸藥放在身旁，隱蔽起來，兩只眼睛緊盯著山下，監視敵人。

這時，美軍又開始向小高嶺傾瀉炮彈，發起了第九次攻擊。在敵軍蜂擁而上，爬近山頂的危急關頭，楊根思毅然抱起僅有的一包炸藥，拉燃導火索，沖向密集的敵群。隨著一聲震天動地的巨響，他與40多個敵人同歸于盡。楊根思用生命保住了陣地，阻擋住了敵人又一次進攻，完成了切斷敵軍退路的阻擊任務。

1952年5月9日，中國人民志愿軍領導機關給楊根思追記特等功，追授他“中國人民志愿軍特級戰斗英雄”稱號，他生前所在連被命名為“楊根思連”。英雄的家鄉修建了“楊根思烈士事跡陳列館”，紀念碑上刻著陳毅元帥的題詞：“楊根思烈士碑。”

1953年6月25日，朝鮮民主主義人民共和國最高人民會議常任委員會授予他“朝鮮民主主義人民共和國英雄”稱號及金星獎章、一級國旗勛章。朝鮮政府還在長津湖畔修建了一座楊根思英雄紀念碑。中國人民志愿軍司令員彭德懷題詞贊譽他是“中國人民的優秀兒子，國際主義的偉大戰士，志愿軍的模范指揮員”。