冈村宁次为了寻找晋察冀军区机关，天天派飞机在阜平、五台、涞水、易山等地上空盘旋侦察。有天，冈村宁次接到飞机侦察报告，说狼牙山隐蔽了至少5万八路军。冈村宁次断定晋察冀军区和主力一定藏在狼牙山，便命令第一三三旅团中村旅团长率领8000日伪军围攻狼牙山。
狼牙山，奇拔峻秀，高耸万仞，白云出没，气势雄伟壮观。中村率部来到狼牙山下，他在望远镜中，看到狼牙山是一片灰蒙蒙，他把那汹涌起伏的林海波涛，误以为是八路军主力要向山下突围，便一个劲地狂叫，要炮兵开炮，还要冈村宁次派飞机来助战。在飞机、大炮掩护下，敌8000官兵向山上乱窜乱叫。
其实，飞机的侦察报告是对的，隐蔽在狼牙山的是一分区一团七连和狼牙山四周的易县、定县、徐水和满城的党政机关干部及4个县的游击队，以及周围村庄的老百姓，合计5万余人。但并非是晋察冀军区机关和主力。而且，一分区领导已察觉到那么多人挤在狼牙山凶多吉少，在中村光临狼牙山前一天晚上，便命令部分军队5万余人由狼牙山转移到其它地方去了。山上只留下一团七连机动待命。七连连长刘福山和指导员蔡展鹏见日军来了，便利用狼牙山天险，分兵把口，灵活御敌，在敌人必经之道埋下了地雷，从各个方向朝敌人射击，造成漫山都是八路军的假象。
这一着，果然灵验，敌人冲到半山腰，踩响了连环地雷阵，一下子炸死炸伤几百个。 中村在望远镜中观望到山上山下烈火熊熊，枪声密集，真以为网住了一条"大鱼"，高兴得一下子喝了半斤酒。兴奋之余，他怕功劳被别人抢去，立即命令报务员发报。他用兴奋而嘶哑的声音向冈村宁次报告，说在狼牙山歼灭聂荣臻主力，战斗即将结束，黄昏时刻一定活捉聂荣臻。言下之意，胜利在即，冈村宁次收到电报，就不要派别的部队来了。中村发完电报，又调整部署，紧缩包围圈，要各大队务必在黄昏之前攻上山野。
马保玉为了吸引敌人，让连队顺利突围，命令大家站起来举枪射击，嗷嗷叫的敌人，立即扑向六班。"轰轰轰！"地雷连着爆炸，日伪军鬼哭狼嚎，尸体横飞，未死的敌人战战兢兢地挪动脚步，在长官的逼迫下，仍是穷追不舍。六班战士见敌人上来了，连续扔出手榴弹，炸得敌人东逃西散，退下去了。敌人刚退下去，一阵猛烈的炮火随之而来。山上的石头被炸得"乒乒乓乓"满天飞，硝烟笼罩着整个阵地，他们五个人啥也看不见，彼此都担心战友遭到不幸。好不容易挨到敌人喘气休息，敌人停止炮击，马保玉仔细一看，嗬！五个人都在，谁也没伤一根毫毛。
六班同志一边用稀疏的枪声吸引敌人，一边往棋盘地山峰上爬。谁知那里早被敌人占领了，两挺机枪一个劲地朝他们射击，他们只好转身攀上牛角壶山峰。
牛角壶，地势异常险要，山峰凌空而起，因那远远伸出的悬崖酷似牛角而得名使人望而生畏。而且牛角壶三面悬崖绝壁，只有一面有条崎岖险峻的小路，当地人都知道，爬上牛角壶，等于走上了绝路。他们登上牛角壶之巅，太阳已西斜，五勇士见三面是万丈悬崖，后面紧跟着几千敌人，意识到一场恶战即将到来！
马保玉对身旁的胡德林说："看这形势，我们得做好牺牲的准备了。德林，你有什么想法？"
"从参加八路军那天起，就没准备活着回家，参军两年了，对死一点不后悔。"胡德林说罢，眼睛里流露出一丝眷念之情，他低声说，"只是我心里有一位王兰兰姑娘，她一向对我很好。我参军时，送了我两双新鞋子，嘱咐我狠狠打鬼子。我死了她一定会难过的。"说罢，眼角滚下了一串清澈的泪水。他抹去泪水，反问马保玉，"马班长，你怎么想？"
五勇士拼命扔手榴弹，敌人应声倒下，还有不少敌人慌乱中不小心踩了空，惨叫着滚了下去，坠入茫茫深谷。"八路的，跑不了的！"不知从哪里传来了敌人的狂叫声。"副班长！还有手榴弹吗？"胡德林叫了一声。
葛振林一摸腰间，没有了，忙问班长，班长摇摇手。这时，宋学义、胡福才的手榴弹也扔完了，很快子弹也打完了，马保玉就叫大家拣石头往下砸。
五勇士举起石头往下砸，有的石头大，一个人搬不动，他们就两个人抬。石头滚下去，砸得敌人乱叫。敌人暂时被压下去了。不一会儿，敌人又扑上来了，可是他们身边一块石头也没有了。"撤！"马保玉情急之下大叫一声。
可是，往哪儿撤呢？他们心里明白，三面绝壁，敌人将他们逼到崖边。
马保玉铁青着脸，与大家一一握手，说："同志们，死不足惜，我们的死是光荣的。我先跳了。"
副班长葛振林坚定地说："班长，我决不当俘虏，我跟着你跳。"他看看手中的枪，说，"这枪是烈士们用鲜血换来的，不能丢给敌人。"说罢，随手把枪扔下了悬崖。
大家都默默地效仿他，纷纷把枪扔下去了。
敌人逼上来了，五勇士正正军帽，大声喊道："共产党万岁！""中华民族万岁！"同志们，乡亲们！永别啦！"这气壮山河的呼声，久久地在这狼牙山群峰峡谷中回荡。
在惊得目瞪口呆的敌人面前，五勇士纵身跳下悬崖绝壁。
爬上高高崖头的敌人，目睹着这悲壮的场面，呆呆地愣了十几分钟。敌人面部的表情发生了微妙的变化，敌对的目光里露出惊讶、钦佩的神色。鬼子的指挥官中村更是唉声赞叹。一阵沉默之后，他突然沉痛地命令所有日伪军，排成一排排整齐的行列，正正军装，随着他的口令，恭恭敬敬地向五勇土跳崖的方向，连鞠三个躬。这群皇军武士，这时才发现与他们激战一天之久的敌人，不是聂荣臻的千军万马，而只是五位勇士，不得不折服五位勇士捐躯殉国的牺牲精神。
黄寿发说："一分区领导和地方党政机关，准备为五勇土树立纪念碑。建议请聂司令员为碑题词。"
"好！"聂荣臻点头应允，立即吩咐警卫员呈上笔、砚、纸，低吟片刻，挥毫题词如下：
视死如归本革命军人应有精神
宁死不屈乃燕赵英雄光荣传统
聂荣臻放下笔，突然想起了什么，便问："黄寿发，勇士的战斗经过及牺牲场面，你怎么知道得这样清楚，难道有见证人在场吗？"黄寿发说："聂司令员说得很对，确有人目睹了这一切。""谁？"聂荣臻迫不及待地问。
"龙王庙村农民冉元同当时就躲在牛角壶山洞里。他就在五勇士身边，打仗时还帮五勇士搬石头砸鬼子呢。""那鬼子上了牛角壶，冉元同是怎么脱身的呢？"
"鬼子见五勇士跳了崖，就认为山上只有五个人，也没四处寻找。"
"聂司令员请接电话！"一个参谋过来叫聂荣臻去接电话。
聂荣臻去了，一支烟工夫，笑吟吟地回来了，对黄寿发说："你们分区高主任来电话，说五勇士中还有两位活着，现在被送到医院去抢救去了。""还有两位活着？"黄寿发又惊又喜。
几天后，一分区召开了隆重的追悼大会，授予马保玉、胡德林、胡福才三烈士为团模范荣誉战士，对光荣负伤的葛振林、宋学义传令嘉奖，各赠"模范青年"奖章一枚。狼牙山五壮士的英雄事迹很快传遍晋察冀，传遍了华北抗日根据地。