刘志丹几乎忘记了身边的危险，差不多完全暴露在敌人的火力面前。刘志丹那气势轩昂的表情，真像恨不得要一口把敌人吞下去似的。不料就在这时，苟延残喘的敌人似乎发现了目标，突然，就是敌人的那挺重机枪射来一串罪恶的子弹，其中一颗子弹击中了刘志丹的左胸。刘志丹摇晃着身子要跌倒下去，但他晃了两下，很快又站住了，他咬牙怒视着对面的敌人。
警卫员惊呼一声，扑了上去，忙把刘志丹扶住，赶快叫人去叫医生。
刘志丹又抬起头，看着快要冲上山头的红军战士，他的脸上出现了满意的笑容。这时，殷红的鲜血已渗出了他的棉衣。子弹是从刘志丹的左胸部穿进去的，伤到了心脏。伤口处流血不多，可能血流进了肚里。刘志丹的脸色慢慢变得蜡黄，呼吸极度微弱，神志有些恍惚，但他仍然以顽强的毅力，微微睁开眼睛，断断续续地告诉身边的同志：“让宋政委……指挥部队……赶快……消灭……敌人，坚决把三交镇攻下来！”说完，就昏过去了。
战士们立即把刘志丹抬下了阵地，送到了28军指挥部。宋任穷跪下身来摸着刘志丹的脉搏，但已经感觉不到他的脉搏了。宋任穷就这样紧紧拉着刘志丹的手，眼睁睁地看着这位优秀共产党员、陕北人民的领袖慢慢地合上眼睛，在自己面前溘然长逝了。
刘志丹牺牲时年仅33岁，他为中国人民的解放事业贡献出了年轻的生命，流尽了最后一滴血。
跟随刘志丹的战士们轻轻地把刘志丹的遗体放进担架。宋任穷政委从警卫员手里接过刘志丹生前穿过的那件称作“火龙衣”的旧大衣，轻轻地盖在烈士的遗体上，抬着担架一步步送下阵地，然后看着战士们抬起敬爱的战友刘志丹的遗体，慢慢地向山下走去，越走越远。这时，只见那些赶来的战士们一层又一层地跟在刘志丹的遗体旁边，一个个无不万分悲痛，纷纷脱下军帽，紧捏钢枪，胸中都燃烧着复仇的烈火。
宋任穷一边向党中央电告噩耗，一边赶紧筹划船只，制作棺木装殓刘志丹的遗体，然后亲自带着战士，把刘志丹的灵柩运往党中央所在地瓦窑堡。临行前，所有在场的人都是扶棺挥泪，让天地动容。
当时毛泽东正在东征的前线。当运送刘志丹灵柩的队伍来到康城时，宋任穷立即向毛泽东汇报了刘志丹牺牲的经过。
刘志丹的遗体被运回瓦窑堡后，周恩来等领导同志十分悲痛。周恩来当即悲痛地说：“志丹是个好同志，他的牺牲是红军的重大损失，我们要永远纪念他。”
刘志丹牺牲后，党和人民给予他非常高的评价。为了全面、客观、公正地评价刘志丹光辉而短暂的一生，周恩来在代表中共中央起草悼词时，曾找了许多陕甘苏区的同志了解刘志丹当年的情况。红28军王世泰团长当时正在瓦窑堡养伤，他是一直跟随着刘志丹出生入死干革命的。周恩来为了了解情况，和王世泰团长一个人就长谈了两三个小时，中间还不时地插话，询问当年的一些细节。
1936年4月23日，周恩来亲视入殓，并代表中共中央和还在东征前线的毛泽东及其他领导人亲切慰问了刘志丹的家属。
4月24日，中共中央在瓦窑堡隆重地举行了追悼大会，西北根据地首府、中央机关和瓦窑堡市数千人集会，沉痛追悼刘志丹将军，广大群众和红军指战员莫不为失去这样一位像自己亲人一样的红军领导人而无比悲恸。“沙场喋血报党国，留得万民哭志丹”正反映了当时人们的心情。刘志丹将军的优秀品质和对革命事业的杰出贡献，使他在红军和人民中赢得了很高的威信，当他牺牲的噩耗传出后，陕北高原为之悲哀，万里黄河顿失滔滔。
周恩来亲自主持追悼大会，并在悼词中高度评价刘志丹是党的好儿子、人民的英雄，他的英雄业绩，永远值得我们怀念。会后，刘志丹烈士的遗体由周恩来等中央领导同志亲自护送，秘密安葬在瓦窑堡城南水沟坪山脚下。
同年5月，为了纪念刘志丹，中共中央决定将刘志丹的故乡——保安县改名为“志丹县”。
当时红28军已经伤亡近半，原准备撤销红28军的番号，但由于部队群情激愤，士气高昂，总政治部专门考察后改变撤销的决定，继续保留建制番号，补充兵员，任命宋任穷接替刘志丹的职务，任红28军军长，任命蔡树藩为政委，继续完成刘志丹未竟的革命事业。
1941年，中共中央西北局和陕甘宁边区政府根据中共中央的决定，在志丹县城北门外炮楼山下为刘志丹修建陵园。
1943年春陵园建成。在刘志丹牺牲7周年之际的4月15日，中央派员和刘志丹家属一起，前往子长县的瓦窑堡起灵。
4月19日，子长县为刘志丹举行了隆重的公祭大会。随后，刘志丹的灵柩在子长县党政军数百名群众的挥泪送别中上了路。
1943年4月23日，中共中央和延安各界人士近万人，在延安专署广场为刘志丹隆重举行规模空前的移灵、公祭大会，深切缅怀刘志丹。朱德代表中共中央和八路军致辞，他高度赞扬刘志丹是西北红军的创造者，是一个模范的共产党员，自大革命起直至为党光荣牺牲，虽屡遭失败，但百折不挠。他是我们全党全军学习的榜样。
5月2日，中共中央、陕甘宁边区政府在志丹县为其举行公葬典礼。毛泽东、周恩来、朱德、张闻天、博古、王稼祥、陈云、林伯渠、李富春、彭德怀、叶剑英、贺龙、徐向前、蔡畅等党政军领导人以及李鼎铭先生等均为刘志丹陵题词。
毛泽东为刘志丹陵园亲笔题写碑名和撰写碑文。刘志丹陵园的碑名是“刘志丹将军之墓”。碑文是：“我到陕北只和刘志丹同志见过一面，就知道他是一个很好的共产党员。他的英勇牺牲，出于意外，但他的忠心耿耿为党为国的精神永远留在党与人民中间，不会磨灭的。”
周恩来的题词是：“上下五千年，英雄万万千，人民的英雄，要数刘志丹。”
朱德的题词是：“志丹同志是优秀的共产党员，忠实英勇的红军领导，陕甘宁边区的创造者和红军模范。”
林伯渠的题词是：“长使丹心照日月，拼将热血洗乾坤。拯民卫国更忠党，史绩不刊千载存。”
张闻天、陈云、林伯渠、彭德怀、王稼祥、叶剑英、博古、李富春、贺龙、徐向前、蔡畅等领导同志也都题词，深切悼念刘志丹。
续范亭因病未能参加葬礼，也遥寄哀诗一首，诗云：
有志竟成千古业，
丹心一片付工农。
多痛未能亲执绋，
西望云天吊将军。
这些都深切地表达了广大干部群众对刘志丹的真挚感情。
刘志丹是忠诚的共产主义战士，卓越的无产阶级革命家，中国工农红军杰出的将领，中国人民解放军36位著名军事家之一，西北红军和革命根据地的创始人。他在武装斗争、建立农村革命根据地的思想和实践方面都作出了重要贡献。他的一生是战斗的一生，是为劳动人民解放事业奋斗的一生。
他从不计较个人的地位得失，时刻将自己置于党的领导之下，对党赤胆忠心，无限忠诚；对敌斗争勇敢坚决、威武不屈，任何艰难险阻、高官厚禄都丝毫不能动摇他的意志。他虽遭多次失败，总是再接再厉，百折不回。在党内斗争中，他一向光明磊落，襟怀坦白，严于解剖自己，善于团结同志，坚持党的正确路线，和“左”“右”倾错误进行坚决斗争，虽受诬陷，不自矜功，实事求是，忍辱负重，顾全大局。
他无限热爱人民群众，经常和群众打成一片，同志们和老乡们都一直亲切地以“咱们的老刘”称呼他。他每到一地，就立即深入群众，了解群众疾苦，深受群众爱戴。就连国民党地方“剿共”当局也不得不承认他非同一般，“有理论、军事、经济头脑，更有煽动之技巧，第一次听了他的演说就深信不疑。颇有人缘，老幼称颂。”
他还十分重视调查研究，善于了解当地社会情况、地理环境等，对西北苏区的山山水水、村庄道路都十分熟悉，人称他为“活地图”。他指挥作战有方，爱护战士情同手足，行军中他的战马经常让给伤病员骑，有时还亲自抬担架。他一生艰苦朴素，只知吃苦，不图享受，完全和普通战士一样，身穿千补百衲的粗布衣，脚蹬自己编织的麻草鞋，牺牲后战友们清点他的遗物，除了衣袋里几份党内文件和六支香烟外，其他一无所有。刘志丹真不愧为“群众领袖，民族英雄”，不愧为“红军模范”、“共产党员的模范”。
土地革命中期，他在一度同中央和陕西省委失掉联系的情况下，实事求是，坚持一切从实际出发，开创了一条适合西北地区形势的斗争道路，丰富了毛泽东武装斗争，以农村包围城市，最后夺取城市的游击战争的军事思想，和开辟的井冈山道路不谋而合。其中“敌人越少越好，朋友越多越好”的统一战线思想；以农村包围城市的战略思想；诱敌深入和转入敌后作战，灵活机动的战略战术；游击战与攻坚战相结合的军事思想，都是刘志丹同志对中国革命的卓越贡献，是留给我们的宝贵财富。鲜艳的八一军旗上有他血染的风采，他的英名与业绩永远镌刻在全国人民的心中。
中华人民共和国建立后，党和政府非常重视用刘志丹的光辉事迹教育党员群众，多次修缮陵园，组织纪念大会。日理万机的共和国总理周恩来还念念不忘刘志丹，曾多次称赞刘志丹的高尚品质，号召大家学习刘志丹的革命精神。
1970年3月26日，周恩来在北京接见延安地区插队青年工作座谈会代表时，他称赞“刘志丹像赣东北的方志敏、海陆丰的彭湃、广西的韦拔群一样，在当地人民中具有崇高的声望和威信”，并深情地回忆道：“我和他东征到清涧时，群众听说刘志丹来了，都来看望他。其中，有个瞎子看不见，跑到窑洞里，摸他的手。这一点，我现在印象还很深刻。”
1973年6月，周总理在陪同越南领导人参观延安时，还反复叮嘱延安革命纪念馆的同志：“刘志丹是位很好的同志，陕北必须宣传刘志丹！”
1993年中共中央总书记、中央军委主席江泽民在纪念刘志丹将军诞辰90周年之际，亲笔题写了：“学习刘志丹同志的革命精神，建设有中国特色的社会主义”。
1999年，刘志丹被中央军委列为中国人民解放军36位军事家之一。
2009年9月10日，在中央宣传部、中央组织部、中央统战部、中央文献研究室、中央党史研究室、民政部、人力资源和社会保障部、全国总工会、共青团中央、全国妇联、解放军总政治部等11个部门联合组织的“100位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物”和“100位新中国成立以来感动中国人物”评选活动中，刘志丹被评为“100位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物”之一。
刘志丹的生命是短暂的，但他为党、为民族、为祖国、为壮丽的共产主义事业，建立了不朽的丰功伟绩，他的革命精神和卓越贡献永远铭刻在党和人民的心中，他用自己生命筑起的“群众领袖，民族英雄”的丰碑将永远矗立在人民的心中。
由于戎马倥偬，刘志丹没能够给我们留下多少文字上的遗产，但他为人民解放事业赴汤蹈火的革命精神和优秀品德，却光耀千古，传颂万代。
