為了抓住楊靖宇，敵人還對楊靖宇所部採取了「梳篦式討伐」和「狗蠅子戰術」。先是滿山遍野地搜查，楊靖宇率隊甩掉一股則又遇上一股，很難擺脫。敵人發現楊靖宇部隊蹤跡後則死死盯住，窮追不捨。楊靖宇指揮部隊在漾江西部、輝南東部山區連日與敵作戰，不得休整，有時甚至一日數戰。
1月28日，楊靖宇率隊轉移到輝南縣四方頂子西坡馬屁股山，但敵人「討伐隊」又緊緊追了上來。29日晨，楊靖宇率隊與范、桑、申、曲等偽警察大隊激戰，突圍出去，但部隊損失較大，傷亡約70人。這時楊靖宇身邊只剩下特衛排、機槍連一排和少年鐵血隊60餘人了。
2月1日，特衛排排長張秀峰攜帶現金9960元、手槍4支及機密文件多件，向五斤頂子偽森林警察隊投降，進一步暴露了楊靖宇及第1路軍總司令部的行蹤。2月2日楊靖宇率隊在江縣那爾轟北方、西方和大西北岔北方先後與程、范、申等偽警察大隊3次交戰，部隊再次受到嚴重損失。到2月4日，楊靖宇所部尚有16人，2月10日減少到12人，2月12日，只有7人。此後，楊靖宇又讓警衛員黃生髮、司務長劉福泰等4名傷員轉移，最後他身邊只有朱文范、聶東華兩名戰士。
2月15日晨，敵人在江縣五斤頂子西北方發現了楊靖宇的足跡，立即糾集崔、程、唐等偽警察大隊及五斤頂子偽森林警察隊共600餘人跟蹤追擊。這時，朱文范、聶東華正在外邊尋找糧食，楊靖宇隻身一人與敵人且戰且退。到下午3時許，敵人追得越來越近了，楊靖宇便利用距敵300米的一個有利地勢，向敵人猛烈射擊，打得敵人趴在地上不敢起身。
這時，敵「討伐隊」副隊長伊藤（日本人）向楊靖宇高喊：你跑不了啦，快投降吧！
楊靖宇將計就計，答道：「別開槍，你過來一下，我有話說。」在伊藤剛站起來的一瞬間，楊靖宇舉槍擊中他的胸部。伊藤被打倒後，敵大隊長也氣急敗壞地站起來向楊靖宇追來，結果被打傷了大腿。
這次戰鬥，楊靖宇斃敵1人，傷敵6人，他的左手也被敵人擊傷。這時，楊靖宇乘敵人混亂之機，迅速進入森林，甩掉了敵人。敵人窮追不捨，繼續追尋，這天夜裡，整整追了一夜。敵人被拖得疲憊不堪，不斷有人掉隊，最後600人的「討伐隊」，只剩下50人。到2月16日凌晨3時半，敵人在江縣大北山東方3公里處失掉了追蹤的線索。
這時，楊靖宇已轉移到朝（朝陽鎮）撫（撫松）公路南側七個頂子附近，按事先約定的地點去等候買食物的朱、聶兩名警衛員。
2月18日，朱文范和聶東華在江縣大東溝購買食物時，被敵人發現。敵大東溝警防隊和特搜班立即出擊，朱文范、聶東華與敵人激戰半個小時後犧牲。敵人從他們身上搜出手槍、現金、表、鋼筆、口琴和楊靖宇的印鑒，斷定楊靖宇就在附近。於是，敵人進一步縮小了包圍圈，切斷糧源，封鎖交通，並向附近村民發出通告：「進山砍柴絕對不許攜帶午飯。」
在規定時間內，楊靖宇未見朱文范、聶東華回來，估計他們遇到了危險，於是隻身向三道江附近走去。這時楊靖宇已數日未進食，並身患重感冒，衣服和棉鞋也已破爛不堪，輾轉於江縣山林中。
2月23日，楊靖宇來到江縣保安村西南的三道崴子，遇見了偽排長趙廷喜等4個打柴人。楊靖宇見他們都是農民，便委託他們代為購買糧食和棉鞋，並表示可以多給一些錢。這幾個人對他說：「你還是投降吧，如今滿洲國不會對投降者殺頭的。」
楊靖宇堅定地回答說：「我是中國人，絕不能向日寇投降的，良心不允許我這樣做，這樣做也對不起廣大人民。」
最後，這幾個人答應了楊靖宇的要求。但是趙廷喜在返回的路上遇到了日本特務李正新，他們便把這一情況報告了偽村公所。偽警察隊本部接到這一情報後，斷定此人就是楊靖宇，便馬上派「討伐隊」出擊。並從附近調來更多兵力急赴三道崴子。但是，當趙廷喜帶領敵人來到約定地點時，卻不見人影。
原來楊靖宇為防止意外，已經離開約定地點。接著，敵人順著雪地上的腳印搜尋，在三道崴子103高地附近發現了楊靖宇，戰鬥隨之展開。這時的楊靖宇，饑寒交迫，病魔纏身，身體極度虛弱，但他仍頑強抵抗，打一槍轉一處，巧妙地與敵人周旋。
最後，敵人在490高地附近的三道漾江江邊將楊靖宇重重包圍，並不斷迫近。在距楊靖宇50米時，敵人再次高喊：「怎麼抵抗也沒用了，快投降吧！」
楊靖宇大義凜然，視死如歸，仍然向敵人猛射。敵人見生擒無望，於是下達了「打死他」的命令。又交戰20分鐘左右，到下午4時半，楊靖宇被敵彈擊中胸膛，壯烈殉國。楊靖宇犧牲後，敵人殘忍地割下他的頭顱，剖開他的遺體，發現他的胃裡一粒糧食都沒有，只有草根、樹皮和棉絮。敵人震驚了，不得不承認楊靖宇不愧是個英雄。
楊靖宇，原名馬尚德。1905年2月13日生於河南省確山縣古城鄉李灣村。讀書期間受到革命思想影響，積极參加當地學生的「五四」「五卅」等愛國運動。1926年秋加入中國共青團。當年冬受黨派遣到確山縣從事農運。1927年2月任確山縣農民協會執委會委員長兼縣農協自衛軍總指揮。4月，帶領兩萬農軍攻下縣城，建立了人民政權——確山縣臨時治安委員會，被選為常務委員會代主席，主持縣政，一直堅持到7月。5月，加入中國共產黨。11月帶領農軍在劉店暴動成功，任農軍總指揮，並率農軍轉戰豫南，開闢了以劉店為中心的方圓百餘里的游擊區。
楊靖宇先後5次被捕，直至「九一八」事變後，經組織營救才得出獄。出獄後先後任中共哈爾濱市道外區委書記、哈爾濱市委書記等職，同時還任東北反日總會黨團書記。1932年4月兼任中共滿洲省委軍委書記。1933年6月調到南滿工作。當年9月18日成立東北人民革命軍第1軍獨立師，楊靖宇任師長兼政治委員。第1軍獨立師發展很快，於1934年11月正式擴編成軍，楊靖宇任東北人民革命軍第1軍軍長兼政治委員，積極聯合其他抗日武裝，開創聯合作戰的新局面。1936年7月，東北人民革命軍第1軍改編成東北抗日聯軍第1軍，楊靖宇任軍長兼政治委員。隨後第1軍與第2軍合編成東北抗聯第1路軍，楊靖宇任第1路軍總司令兼政治委員，同時任中共南滿省委委員。
從任獨立師師長兼政治委員到第1路軍總司令兼政治委員期間，他帶領抗聯指戰員戰鬥在東北抗日游擊戰爭的最前線，曾率部全殲偽軍邵本良部，威震南滿；為打通與關內紅軍的聯繫，兩次組織西征；指揮襲擊通緝鐵路隧道工程現場以及蚊子溝之戰、埋財溝之戰、岔溝突圍戰、木箕河林場之戰、大蒲柴河之戰等，沉重地打擊與威脅了日偽統治。「七七」事變後，又率領抗聯第1路軍英勇征戰，主動出擊，牽制日軍入關，有力地支援了全國抗戰。1938年冬之後，又根據形勢的惡化及時改編部隊，調整戰略戰術，帶領抗聯將士克服重重困難，在長白山區艱苦奮戰，直至1940年2月23日在漾江縣犧牲。