在爱国激情的激励下，补充3团全体官兵连续奋战4昼夜，打退了敌军一次次猖狂进攻。在这场惨烈的阻击战中，中国守军不少前沿连队因寡不敌众，在猛烈的炮火中全部壮烈牺牲，但却无一人退缩和弃阵逃跑，而进攻日军也在河堤上丢下数百具尸体。恼羞成怒的日军很快调集重兵在飞机、坦克、大炮掩护下，向阻击阵地的中国守军发起了更猛烈的进攻。在重炮和坦克的打击下，守军阵地在一阵阵爆炸声中碎石腾空，血肉横飞，防线不断被突破，人员伤亡过半。面对强敌，王润兰与战友们毫无惧色，他们抱定“宁做战死鬼，不当亡国奴”的决心，誓死要与侵我国土杀我同胞的敌寇血战到底。缺少机枪，他们就用打“排子枪”的办法对付敌人的集团冲锋;没有反坦克火炮，他们就用集束手榴弹来炸毁日军的坦克，或身绑炸药与敌人坦克同归于尽;子弹打完了就用刺刀、大刀与鬼子拼杀，最后就用牙撕咬敌人的耳朵，用手抠瞎敌人的眼睛。
9月18日，是日军发动“九·一八事变”6周年的日子，我军的阻击战再次进入了白热化程度。日军的攻势一次比一次猛烈，而阻击阵地上的中国官兵已连续奋战数昼夜，伤亡惨重，但所有活着的官兵仍然顽强坚守着阵地，用自己的血肉之躯打退敌军一次又一次进攻。每当敌人突破防御阵地，王润兰就率领战士们挥舞大刀同敌人短兵相接，用肉搏战将鬼子反击下去。在惨烈的格斗中，有着一米八以上个头的王润兰，用高超的武术打得日军魂飞魄散，十多个围攻他的鬼子兵个个成了他的刀下鬼。在第二天最后一次反击日军时，一阵敌人的炮火猛烈袭来，王润兰负伤倒在了血泊中，但他坚持不下火线，仍以顽强的毅力继续指挥作战。战至9月21日拂晓，整个漳河北岸横尸遍野，敌我双方的死尸布满了阻击阵地。此时王润兰所在连队的阵地上只剩下王润兰等十余个伤员在坚持战斗。当数辆日军坦克再次吐着死亡的火焰攻上阵地时，身负重伤躺在战壕里的王润兰以最后的气力奋力跃起，抱着集束手榴弹和几名身绑炸药的战士一起扑向敌人的坦克，随着一阵阵惊天动地的爆炸声，王润兰等人年轻的生命在血与火中得到永生。
王润兰壮烈牺牲后，被国民政府授予“民族英雄”称号。
根据史料记载，当年参加柏林奥运会的不少中国选手也像王润兰那样在回国不久就作为英勇的战士奔赴抗日战场，为中华民族的生存献出了宝贵的生命。他们当中有进入复赛的撑杆跳高运动员符保卢，他作为空军，在1938年武汉保卫战一次惨烈的对日空战中献出了年仅24岁的生命。另外两名奥运拳击选手靳贵第和靳桂，分别在1937年的安阳保卫战中和1938年的台儿庄战役中壮烈殉国。
他们都是中国奥运史上不该忘却的民族英雄。
