湘江戰役漸入高潮，此刻，林彪率紅一軍團在湘江西岸腳山舖一線與湘軍四個師酣戰，彭德懷率三軍團兩個師在南線的新竽、椒江和光華舖一線，抵抗著桂軍三個師的攻擊，紅軍主力部隊硬是用鮮血澆築出一條狹窄的通道。中央縱隊在12月1日中午終於渡過了湘江，十三師完成掩護任務後，在緊急關頭也渡過了湘江，長征隊伍的總後衛，五軍團另一個師———三十四師就沒有那麼幸運了。
11月29日，三十四師還在道縣以南葫蘆岩陣地阻擊敵人。接軍團部的命令，要師首長火速趕到軍團指揮部蔣家嶺，受領新的戰鬥任務。師長陳樹湘同政委程翠林趕到軍團指。這時，軍團首長們正焦急地等著他們倆。參謀長劉伯承把他們帶到擺好的地圖前，嚴峻地說道：“目前敵人的企圖是前堵後追，南北夾擊，圍殲我軍於湘江兩岸，形式對我們十分不利。”說完，劉伯承抬頭看了他們一眼，接著又手指地圖說道：“你們三十四師目前的任務是，堅決阻擊尾追之敵和側擊的桂軍，掩護兄弟部隊過江。你們將成為我軍最後的一道屏障。”
陳樹湘、程翠林二人異口同聲回答到：“請首長放心，我們堅決完成任務！”董振堂十分了解這兩員愛將，他說話一向簡明、扼要：“現在蔣介石四十萬大軍向我步步緊逼，情況很嚴重。朱總司令命令我們全力阻擊敵人，掩護黨中央和主力紅軍順利過江，你們的任務很艱鉅！我期待你們完成任務後迅速歸隊。當然，我們也要做好最壞的打算，你們記住，萬一被敵人截斷，無法過江時，就設法返回湘南發展游擊戰爭。”董振堂說完眼眶一熱，緊緊握住陳樹湘、程翠林的手再次說道：“三十四師是一支有著光榮傳統的部隊，朱總司令、週總政委要我轉告你們，軍委相信你們一定能夠完成這一偉大而艱鉅的任務！”
回到師指揮所，陳樹湘立即將手下三個團長召集到一起，開了一個簡短的作戰會議，程政委首先將掩護任務作了傳達。隨後，陳樹湘命令一00團團長韓偉率部即刻出發，去接替灌陽方向紅三軍團第六師的陣地。由他率一0一團加師部走中路，政委程翠林帶一0二團跟進，全師在文市、水車一帶建立新的陣地，全力阻擊追擊的國民黨軍。
會開完了，大家分頭回到各部去作戰鬥動員，師長、政委二人靜靜地坐在桌邊，久久無語。程翠林點上兩支煙，給陳樹湘遞過去一支，陳樹湘接過香煙，狠狠地吸了一口，稍許沉默後說道：“老程，咱們都是秋收起義過來的人，跟著毛主席，咱們從井岡山打到贛南、閩西，打了多少勝仗，創建出這塊根據地。可五次反'圍剿'以來，咱們基本就沒打過什麼像樣的仗！”
不用說，兩個人心情都很沉重，陳樹湘接著又說道：“到頭來，丟了根據地不說，隊伍越打越少，越打越疲，吃不好睡不好，我們是拿著棍子打狗，邊打邊走，被追敵這麼攆著天天有戰鬥，再這麼磨磨蹭蹭地走下去……”
程翠林是政委，出於組織原則，他沒有過多的牢騷，反而開導起陳樹湘：“部隊雖然有些損失，下面也有些懷疑、不滿和牢騷，但我們是黨領導的部隊，我們師還榮獲過鋼鐵之師的稱號。為了革命事業，我們的生命都可以隨時為之付出……。我想，境況總會好起來的，現在重要的是這次阻擊戰，必須全力以赴保證黨中央、主力部隊安全渡過湘江……。”
陳樹湘點點頭，再沒說什麼。
12月1日清晨，大霧還未散去，紅軍戰士們趴在滿地白霜的陣地上，一場惡仗即將來臨。圍追紅軍的國民黨中央軍周渾元部從北邊撲過來，李雲傑部從東面壓了過來，桂敵夏威部四個師從南面徐徐推進，紅三十四師三面受敵。此刻，陣地前顯得出奇的靜，而敵人則恰恰相反，戰馬的嘶鳴聲、奔跑中的喘息聲、武器相互碰撞的叮噹聲，敵督戰軍官的叫囂聲，混在一起顯得那麼嘈雜。
陳樹湘靠在坑道邊，不緊不慢地從兜里摸出小半截煙屁股，點燃後美美的吸上兩口，穩穩的等待著，他要等到敵人完全進入火力範圍，然後狠狠地敲他一頓。
近了，又近了，可以出擊了，陳樹湘將煙屁股狠狠一丟，跺著腳喊道：“打！給我狠狠地打！”
頓時，劇烈的槍聲，手榴彈的爆炸聲，伴隨著衝鋒號聲，刺刀的拼殺聲，攪成一團。在紅軍猛烈火力的打擊下，敵人很快潰退下去。但是，敵人兵力渾厚，裝備精良，步兵攻擊受挫後，馬上組織炮火急襲紅軍陣地，並且調來數架飛機，輪番轟炸和掃射，戰場上硝煙瀰漫。
陳樹湘與政委程翠林一直拼殺在第一線，沉著的指揮部隊打退敵一次次瘋狂的進攻。戰鬥一直持續到傍晚，敵人停止了進攻。陳樹湘捂著幾乎被炮火震聾的雙耳，搖搖晃晃的回到師指揮所。此時，他內心十分清楚，這才只是第一天，只要見不到軍團首長的撤退命令，他就得在此地堅守下去。哪怕是全師拼光，也要死死拖住這些敵人，為主力紅軍安全渡江贏得時間。
沒過多久，政委程翠林也進來了，被彈片撕碎了的衣服，加上被硝煙熏黑的臉龐，和陳樹湘差不了多少。相視一笑後，兩人的手緊緊握在了一起，默默地相互勉勵著。
第二天，國民黨中央軍向江東這支最後的阻擊部隊發起瘋狂進攻，擔任總掩護任務的三十四師全體指戰員，堅決響應黨中央、中革軍委和紅軍總政治部的號召，發揚英勇頑強的戰鬥精神，同國民黨軍展開激烈拼殺，用刺刀、手榴彈打垮敵人整連、整營的一次又一次沖擊，戰士們的士氣可謂驚天地而泣鬼神。
紅三十四師在完成掩護任務後，己經被敵軍阻隔於湘江東岸，西去的道路被敵軍切斷，部隊處於國民黨軍的層層包圍之中，形勢極為嚴峻。
十二月二日下午三時，暫時擺脫敵人的三十四師接到軍委電報，要三十四師由板橋鋪向白露源前進，以後則由界首之南適當地域過江。於是三十四師立即進入到人煙稀少的崇山峻嶺之中，艱難的向湘江繼續挺進。同時，側翼的桂軍也發現了這支進山的紅軍大部隊，立即調集四個團及地方民團追了上來，雙方在山中又進行了激烈的交戰。師長陳樹湘沉著地指揮部隊且戰且退，於當日夜晚到達箭桿菁，準備經鳳凰嘴涉水渡江。此時，部隊尚有三千餘人。
凌晨三點，總參三局的無線電收發報機終於搜索到三十四師的電台信號，當王錚激動地將譯電遞到朱德手裡的時候，身經百戰的總司令閱後竟激動的黯然淚下：“了不起呀！陳樹湘他們還在！三十四師還在！他們仍在戰鬥！”
朱德立即與周恩來等人商議，給三十四師發出了一份敵情通報：
“桂敵一部由光華鋪佔界首，夏威一師追我八軍團至鳳凰嘴，擬二日撤興安，另以一個師駐龍勝。全敵（全州地域的敵人）以十六、十九二師追我至大帽嶺、鹹水籲以西之南宅。其餘陶、週、李各敵均有開新寧、武岡、城步、綏寧消息。我軍令三日有一部扼守路江籲，一部已到江華。有鑑於此，三十四師如於今三日經大塘從鳳凰嘴渡江，有可能歸還主力。如時間上不可能，應依你們自己決心，改向興安以南前進。但你們需注意，桂敵正向西移，興安以南西進路較少，桂林河不能徒涉。你們必須準備在不能與主力匯合時，要有一時期發展游擊戰爭的決心和部署。”
朱德在電訊中還要求三十四師詳細匯報一下近況，但電訊很快中斷。憑直覺，朱德判斷部隊一定是遭遇到了嚴重敵情，陳樹湘他們正在作緊急轉移。因此，大家的心很快又沉了下去。
此刻，紅三十四師在兩名瑤族群眾的引導下，行進至全州內建鄉，突遭桂軍夏威部兩個師的伏擊，由於該師已連續奮戰，加上彈藥不足，指戰員極度疲勞等，一時陷入極端的困境，部隊傷亡慘重，一零二團團長呂宮印、團政委蔡中相繼犧牲。
中午時分，敵人的一次進攻剛被打退，師政治委員程翠林在電台旁被砲彈擊中，壯烈犧牲。師長陳樹湘靠在一個簡易工事裡，添著乾裂的嘴唇，緩緩解開棉襖的鈕扣。此刻，他的心情難以言狀，苦澀、悲壯、麻木都有。但有一點他十分清楚：必須拼盡全力突出重圍，渡江爭取追上主力部隊，完成首長交給他的任務。想到這裡，他艱難地站起來，叫來參謀長王光道，命令收攏隊伍，準備突圍。戰士們此刻己精疲力竭，這些天連續作戰太疲勞了，陳樹湘看著這些昔日生龍活虎的戰士們，心裡不免一陣酸楚，他用那乾啞的嗓音，飽含著熱淚喊道：“同志們，振作起來啊！咱們是34師，咱們是打不垮的鋼鐵之師！咱們再沖一衝，幸許能突出重圍呀！”聽到師長的召喚，戰士們紛紛站了起來，步履蹣跚地來到師長面前：“師長下命令吧！我們跟你走。”
陳樹湘揮動右手的馬刀，莊嚴地向全師宣布了兩個決定：“同志們！我們已經完成了上級交賦的任務。但是眼前，我們不能停留，要擺脫敵人的糾纏，突出去，突出去就是勝利！現在我宣布：一：將所有文件燒掉，尋找敵薄弱環節突圍，爭取到湘南去開展游擊戰爭；二：萬一突圍不成，誓為蘇維埃共和國流盡最後一滴血！”
就這樣，紅三十四師在師長陳樹湘的帶領下，奇蹟般的突出了敵人的包圍圈。 12月4日夜晚，部隊撤到了觀音山里的一個小村莊，疲憊不堪的戰士們一見到村莊，竟條件反射似的雙腿一軟，再也走不動了，陳樹湘決定讓部隊在這裡暫時休整一下。
夜深了，戰士們的鼾聲此起彼伏。 100團團長韓偉悄然起身，儘管已經安排了崗哨，但他還是放心不下，這也是多年來臨戰狀態下的老習慣。他來到哨位，見放哨的戰士已然睡著，心裡不免一陣酸楚，不忍叫醒熟睡中的戰士。韓偉繼續前行，來到村莊邊，前面是一片茂密的叢林，就在他靠著一片矮牆剛要坐下時，聽到了幾聲鳥鳴。半夜何來鳥鳴？是自己聽錯了？還是疲憊中的幻覺？機警的他立刻隱蔽起來。不久，樹林里傳來一片廣西口音的對話聲，三十四師裡沒有一個廣西人，肯定是敵人！怎麼辦？來不及了！敵人擁簇在一起，越來越近。韓偉果斷舉起手槍向敵人射擊，槍聲驚醒了酣睡中的戰士，同時也驚動了搜山的敵人，聞訊趕來的戰士們在村口與敵人對峙起來。雙方都不明對方的虛實，不敢貿然進攻。
天快亮了，陳樹湘心急如焚，必須趕緊擺脫這股敵人，否則又將陷入包圍。想到這裡，陳樹湘一改往日凡事都與韓偉商量的口氣，命令韓偉率100團、102團突圍，自己帶領101團留下來打掩護。韓偉理解師長的良苦用心，師長是在把生的希望留給自己。
韓偉是三十四師的老團長，早在1933年時，他就在100團任團長，那時陳樹湘也在師裡，擔任101團團長，二人親密無間，打起仗來也是相互配合，十分默契。在此關鍵時刻，韓偉拒絕了陳樹湘的命令，陳師長拗不過他，只得同參謀長王光道率部先行突圍。
韓偉率一00團堅守在村里，此刻全團的兵力已不足一營。天已漸亮，敵人試探性地攻了幾次，均被我英勇的紅軍將士頂了回去。韓偉估計敵人即將發起更大一輪的進攻，也估計師長帶領的部隊已經走遠，便和二營營長侯德奎將戰士們集中起來，編成三個連，先敵行動，開始突圍。部隊且戰且走，打到貓兒園時，再次被追上來的敵人團團困住。一00團將士將僅存的彈藥全部打光，與敵人肉搏，戰至最後，全團只剩下三十餘人。為保存革命火種，韓偉重申了紅軍寧死不屈的精神，沉痛宣布部隊解散，每人發兩塊大洋，立即分散潛入到當地群眾中去，而後再設法尋找黨組織或部隊。韓偉則帶上五個戰士，收集所有彈藥，將敵人死死拖住，逐步引向大山。最後，這六位勇士抱著必死的決心，從山崖一躍而下。由於山腰上草木的抵擋，韓偉和兩個同志大難不死，然而不幸又接踵而至，三人再次遇上了民團，韓偉幸運逃脫，兩個戰士則慘遭殺害。歷經艱辛，韓偉回到原籍武漢，在尋找地方黨組織時不幸被叛徒出賣，關押在漢口陸軍監獄，直到“西安事變”後，由周恩來出面交涉，才獲得釋放，回到黨的懷抱。 1955年韓偉被授予中將軍銜，曾任北京軍區副司令員，1992年逝世，享年86歲。
三十四師餘部在陳樹湘的帶領下，雖突出了重圍，卻也付出了慘重的代價，一0一團團長蘇達清，政委彭竹峰先後陣亡，兩百餘名指戰員倒在了突圍的道路上。 12月9日，成功突圍的三百餘人碾轉到達湖南道縣的空樹岩，後在上木嶺一帶與敵保安軍遭遇，打退這股敵人後，部隊沒有停留，接著趕到古子江邊，半渡之中又遭敵保安軍的伏擊，陳師長腹部中彈，面對蜂擁而來的敵人，陳師長果斷命令部隊向瘌子山進軍。在道縣保安團的阻擊下，陳師長因重傷不能行走，不幸被俘。
當敵人發現抓住了一個紅軍師長，便用繩子把身負重傷的陳樹湘捆在擔架上，準備抬著去縣城邀功請賞。此時，陳樹湘己昏迷過去。夜裡，他被擔架顛醒了，劇烈地傷痛一陣陣襲來，陳樹湘咬牙挺著。自己被俘了，身邊那麼多熟悉的戰友倒下了，三十四師五千多名紅軍戰士長眠在湘江東岸。想到這裡，陳樹湘痛苦地閉上了眼睛。稍過一會兒，他用顫抖的手悄悄撕開了腰間的繃帶，然後用手伸進傷口，扯出自己的腸子，用牙咬斷，再將它灑向路面……。
黑暗中，終於有敵人感覺腳下有什麼粘滑的東西纏住了腳，停下來檢查時，陳樹湘己經壯烈犧牲。
後來，據時任紅三十四師第一00團團長韓偉的回憶：
敵保安司令何湘聽說抓到一個紅軍師長，高興得發了狂，命令他的爪牙抬著陳師長去向主子邀功請賞。陳師長趁敵不備，用手從腹部傷口絞斷了腸子，壯烈犧牲，年僅29歲，實現了他“為蘇維埃新中國流盡最後一滴血”的誓言。敵人殘忍地割下了陳樹湘同志的頭，掛在了他的家鄉長沙小吳門的城牆上……。
陳師長犧牲後，紅三十四師餘部一百餘人在參謀長王光道的率領下，轉移至牛欄洞，整編為一個大隊，由一0一團團長負責指揮。後王光道因病情加重，就和另外幾個傷員隱蔽下來養傷。其餘部隊轉戰於寧遠、藍山、江華、道縣之間的叢山峻嶺中，開展艱苦的游擊鬥爭，後來部隊發展到三百餘人，還組建了三支游擊隊。直到1935年冬季，這支部隊再次被國民黨軍包圍，戰至彈盡糧絕，大部英勇犧牲。至此，這支英雄部隊的故事悲壯結束。
湘江戰役是中央紅軍長征以來最壯烈的一次戰役。具史料記載，整個湘江戰役，中央紅軍折損過半。為掩護中央縱隊過江，三軍團丟掉了十八團，五軍團三十四師全師覆沒，八軍團更慘，只剩下一千餘人，全軍渡江後已銳減至三萬餘人。總之，突破敵湘江第四道封鎖線紅軍共損失了三萬餘人。此役雖損失慘重，但中央紅軍畢竟還是渡過了湘江，贏得了戰略上的勝利。同時，這次戰役也給廣大紅軍指戰員一個重大而深刻的啟示，那就是必須改變“左”傾冒險主義軍事路線的錯誤指揮，紅軍才能取得主動，長征才能取得勝利，也為後來的遵義會議順利召開提供了思想基礎。