Trong những năm kháng chiến chống Mỹ gian khổ, chị đảm nhận nhiệm vụ vận chuyển vũ khí, tiếp tế và đưa thương binh ra khỏi chiến trường. Đêm 19 tháng 6 năm 1969, khi cùng đồng đội chuyển hơn 40 thương binh về căn cứ, đội của chị rơi vào ổ phục kích của địch tại khu vực Suối Sâu, Cẩm Mỹ. Dù bị thương và đồng đội lần lượt hy sinh, chị vẫn quyết tâm bảo vệ một thương binh đang gặp nguy hiểm. Chị đứng lên, dang hai tay để thu hút hỏa lực của địch, tạo cơ hội cho người thương binh thoát khỏi vòng vây. Hành động dũng cảm ấy đã khiến chị anh dũng hy sinh. Sự hy sinh của chị Phạm Thị Mảnh là biểu tượng cao đẹp của lòng yêu nước, tinh thần quả cảm và tình đồng đội sâu sắc. Ngày 22 tháng 2 năm 2010, chị được truy tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân. Câu chuyện về chị mãi là niềm tự hào của quê hương Bà Rịa – Vũng Tàu, nhắc nhở thế hệ trẻ hôm nay biết trân trọng hòa bình và ghi nhớ công ơn những người đã hy sinh vì Tổ quốc.
