敌人为抓到一名红军官长而欣喜若狂。在四马桥坐镇指挥的道县保安团一营营长何湘，命令将陈树湘抬到一爿布铺里，为他找医送饭，企图从陈树湘口中得到红军的情报。陈树湘面对敌人的威逼利诱，毫不动摇地拒医绝食，坚持和敌人面对面斗争。何湘无奈，只好于1934年12月18日拂晓，将陈树湘放在担架上，由他本人亲自监督抬往道县县城。上午8时，当行至道县蚣坝镇石马神村附近将军塘时，躺在担架上的陈树湘从昏迷中醒来后乘敌不备，咬紧牙关，忍着巨痛，用手从伤口伸入腹内，抠出肠子，使尽全力，大吼一声，绞断了肠子，壮烈牺牲，时年29岁，实践了他“为苏维埃共和国流尽最后一滴血”的豪迈的铮铮誓言!

凶残的敌人割下来他的头颅，先在当地示众，同时杀害了他的警卫员。当地百姓为其壮举所感动，在夜里悄悄地将陈树湘没有头的遗体和他的警卫员一道掩埋在潇水河畔，成了当地无人不晓的双坟。

后来敌人在查明了陈树湘的真实身份后，为了邀功请赏，便将他的头颅装在一个竹篾篓里，送到长沙何键的剿匪司令部。何键命人将陈树湘的头挂在长沙小吴门外中山路口的石灯柱上示众数日。

红三十四师指战员几乎都死在沙场，只有极少数几个人冲出重围。英雄的红三十四师战功至伟，悲壮之烈，将永远铭刻在中国人民的心中!

陈树湘无子嗣，妻子陈东江早亡。现在陈氏一门已没有任何亲属，连旁系亲属也没有了。陈树湘烈士纪念馆里陈列的烈士塑像，那是他的战友韩伟将军，请雕塑美术家按照他的指点创作出来的。

韩伟将军湖北黄陂县人，与陈树湘相识于秋收起义。当时二人同在工农革命军第一师第一团三营九连，陈任二排长，韩任三排长。在后来三湾改编、井冈山斗争，以及转战赣南和闽西，建立中央苏区和历次反“围剿”斗争中，两人始终并肩战斗。他们曾在一个营分任两个连长，也曾在一个师分任两个团长，还曾在红十九军分任两个师长。长征前夕，红十九军缩编为红三十四师，后来由陈树湘任红三十四师师长，韩伟任该师一0 0团团长。建国后，韩伟任北京军区副司令员，开国中将，于1992年去世。韩伟将军在晚年无时无刻不在怀念他的生死战友陈树湘。

韩伟将军的儿子韩京京和儿媳张微微，遵照父亲的临终嘱咐，于2013年6月14日由北京专程来到湖南道县潇水河畔陈树湘师长殉难地祭拜先烈的英灵。