Bắn đến viên đạn cuối cùng để đồng đội thoát vòng vây

Do sự chênh lệch lớn về lực lượng và vũ khí giữa quân ta và quân địch, Ban lãnh đạo căn cứ Bắc Sơn - Võ Nhai đã quyết định để lại một tiểu đội chặn hậu, còn hai tiểu đội khác phá vòng vây, rút lên Cao Bằng để bảo toàn lực lượng cách mạng. Ngày 19 tháng 8 năm 1941, cánh quân do Phùng Chí Kiên và Lương Văn Tri chỉ huy khi đi qua khu vực Pò Kép, châu Na Rì, tỉnh Bắc Kạn, đã bị giặc phục kích nhưng may mắn thoát được. Tuy nhiên, chỉ hai ngày sau, ngày 21 tháng 8 năm 1941, đơn vị của ông lại bị phục kích và bị bao vây gắt gao tại xã Bằng Đức.

Trong trận phục kích ấy, Lương Văn Tri bị thương rồi hy sinh. Mặc dù bản thân cũng đã bị thương nặng, Phùng Chí Kiên vẫn kiên cường bắn chặn quân đối phương để tạo điều kiện cho đồng đội thoát khỏi vòng vây. Ông chỉ dừng lại khi đã bắn hết viên đạn cuối cùng, và ngay lúc đó bị đối phương bắt giữ. Ngày 22 tháng 8 năm 1941, kẻ thù đã chặt đầu ông rồi đem cắm ở đầu cầu Ngân Sơn, với ý đồ uy hiếp tinh thần cán bộ và nhân dân địa phương.

Ngày 23 tháng 9 năm 1947, ghi nhận công lao của ông, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã ký Sắc lệnh số 89/SL truy phong cấp tướng cho ông, được xem là sắc lệnh phong tướng đầu tiên của Nhà nước Việt Nam. Năm 1990, một phần hài cốt của ông được đưa từ Bắc Kạn về an táng tại Nghĩa trang Mai Dịch, Hà Nội, và đến tháng 5 năm 2008, phần hài cốt còn lại, chính là phần đầu do nhân dân huyện Ngân Sơn âm thầm mai táng từ trước, cũng được tìm thấy tại tiểu khu 1, xã Vân Tùng, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn.