紅三軍軍團長彭德懷和參謀長鄧萍接到任務後，率隊來到婁山關腳下，並開始部署：既要攻克婁山關，又要把敵人一舉殲滅。很快，槍炮聲大作，婁山關戰役打響了。巍巍聳立的婁山關瞬間被硝煙所籠罩。
經曆過無數次戰火洗禮的鄧萍，始終堅持戰鬥在一線，與戰士們共進退。他不顧個人安危，在一片槍林彈雨中鼓勵戰士們：“同誌們！不要放過任何一個敵人！遵義就在眼前！”在鄧萍的鼓舞下，紅三軍團的戰士們士氣高漲，奮勇殺敵，於當晚順利攻克了婁山關。
次日清晨，紅三軍團沿著遵桐公路挺近遵義。途中，紅三軍團相繼在董公寺、高坪、大橋突破黔軍的層層封鎖。27日，在臨近遵義城的石子匍等地，接連擊潰黔軍第一、五、八團，迫使黔軍殘部躲進遵義城內。
為徹底消滅敵人殘部，連日征戰的紅三軍團向遵義城發起攻擊。鄧萍率隊直逼遵義城，並高喊著：“同誌們！衝啊！到遵義活捉王家烈！”衝鋒的紅三軍團很快占領了遵義城邊的村落，為了盡快了解前方的地形情況，鄧萍隻身躲進一個小土墩的草叢裏。這時，紅十一團政委張愛萍也來到此處與鄧萍會合。
鄧萍舉起望遠鏡觀察地形，發現一條小路後，對身邊的張愛萍說：“組織一個營的兵力先行過河，沿著坡路可以靠近城牆。”張愛萍提議：“同時派出偵察兵到新、老城之間的橋上查看一番，一來起到警戒作用，二來可以掌握有利時機。”
鄧萍說：“好！讓偵察排即刻出發，告訴他們一定要注意安全。”偵察兵們很快到達了指定地點，並找來木板等遮擋物，組成了簡單的掩體。
此時，鄧萍繼續部署：“首先要鉗製住守城的敵人，盡量拖延時間，等咱們的主力部隊趕到後，晚上再發動總攻。一定要在天亮之前攻下遵義城……”這時，城牆上的敵人突然開槍掃射，子彈一下子擊中了鄧萍的頭部，鮮血不住地向外冒。張愛萍立刻抱住受傷的鄧萍，不斷地呼喚他的名字。但是，一切都已經太遲了。年僅27歲的鄧萍犧牲了。
從紅軍第一次反“圍剿”開始，鄧萍就與彭德懷並肩戰鬥。年輕的鄧萍，在彭德懷眼中是一位有勇有謀的將才，曾曆任紅五軍參謀長、紅三軍團隨營學校校長、紅五軍軍長、紅三軍團參謀長等職務。追憶起在戰場上奮勇殺敵的戰友，彭德懷對鄧萍作了如是評價：
“從平江起義到井岡山鬥爭，從江西蘇區轉戰到長征途中，直到他犧牲前，我們一直在一起工作，相互配合得很好。鄧萍對黨和人民的革命事業忠心耿耿，作戰指揮沉著果斷，英勇頑強，是一個很有才幹的優秀軍事指揮。”
鄧萍，這位紅軍的優秀指揮員，年輕的幹將，在革命的道路上灑下熱血，長眠於遵義這塊革命聖地。新中國成立後，為紀念在遵義犧牲的鄧萍及其他紅軍烈士，遵義市人民政府在種滿青鬆翠柏、綠水環繞的鳳凰山上修建了遵義紅軍革命烈士陵園。“青山埋忠骨”——鄧萍的遺骸被遷葬於此，並修建了鄧萍烈士墓。