但也正是因?yàn)轳R占山和劉桂五的赫赫戰(zhàn)功，招來了日軍的瘋狂報(bào)復(fù)。為了對(duì)付這支機(jī)動(dòng)性極強(qiáng)的部隊(duì)，日軍調(diào)來了大量飛機(jī)和摩托化部隊(duì)進(jìn)行圍剿。38年4月20，東北挺進(jìn)軍襲擊武川失利，在后退中遭日軍截?fù)簟⒐鹞迓什繑嗪?，奮力阻擊，激戰(zhàn)兩天兩夜終于暫時(shí)擺脫了敵軍。但在二十二日，部隊(duì)在黃油干子（今包頭附近）渡河時(shí)，馬占山司令部突遭日軍與敵坂倉(cāng)混合旅團(tuán)千余人及裝甲車七十余輛襲擊，劉桂五師長(zhǎng)為了掩護(hù)軍部撤離，率部就地抵抗，不幸中彈殉國(guó)，年僅三十六歲。