鬼子发现上当后，先是残忍地剁去二小右手的五个手指，又用刺刀刺向二小的胸膛，把他摔到在大石头上。八路军一举全歼此股日寇，战斗结束后，几个战士冲向二小，当时他还活着，和另外两名受伤八路军战士一起送到刘家庄，可惜伤重无治，为国牺牲，三位战士永远长眠在刘家庄的深山老峪里。当时来源县青救会干部张士奎写了王二小在反"扫荡"斗争中，把敌人引进埋伏圈而自己壮烈牺牲的材料，报道给边区青救会的。《晋察冀日报》在第一版发表了这条消息。词作家方冰、曲作家劫夫，根据这篇报道，在1942年创作了歌曲《歌唱二小放牛郎》。这首歌很快在边区，直至全国传唱开来，这一唱就是六十多年。