1934年10月，中央革命根據(jù)地第五次反“圍剿”失敗。中國工農(nóng)紅軍第一方面軍一、三、五、八、九軍團及中央革命軍事委員會（簡稱中革軍委），縱隊、中央機關(guān)86000余人，被迫離開江西瑞金，開始了震驚中外的二萬五千里長征。
紅軍接連突破敵人在贛、粵、湘邊設(shè)置的三道封鎖線，于1934年11月初，進入湘南。1934年11月18日，紅一軍團第2師第4團，在團長耿飚和政委楊成武的率領(lǐng)下，長途奔襲，占領(lǐng)道縣城。隨后，紅軍主力，相繼進入道縣境域。拉開了搶渡湘江的序幕。
1934年11月25日，天氣格外晴好。中革軍委在道縣豪福村向全軍發(fā)布了搶渡湘江的戰(zhàn)斗命令。
1934年11月26日，紅五軍團軍團長董振堂、參謀長劉伯承，在道縣仙子腳單獨召集正在瀟水西岸葫蘆巖至岑江渡一線阻止敵人過瀟水的紅34師團以上干部會議。董振堂表情嚴峻地說：“同志們，蔣介石在得知我軍有強渡湘江，到湘西與我紅二、六軍團會合的意圖后，匆忙任命何健為追剿軍總司令，調(diào)集劉建緒、薛岳、周渾元、李云杰、李韞珩五路中央軍，又重金收買廣西的李宗仁、白崇禧和廣東的陳濟棠，加上湘南王何健，共26個師30萬人，在瀟水至湘江這個盆地上，布下一個袋形陣地，形成第四道封鎖線。企圖在湘江以東地區(qū)，徹底消滅我軍！我軍現(xiàn)已處在敵人袋形陣地之中，危在旦夕！”會議要求，在黨和紅軍生存亡的緊要關(guān)頭，紅34師在掩護八、九師團順利通過蘇江、泡江后，為全軍后衛(wèi)，在廣西水車一帶阻擊敵軍，掩護主力紅軍搶渡湘江。劉伯承先拍拍師長陳樹湘的肩膀，再取下眼鏡，擦了一下雙眼，又用衣角擦了擦眼鏡戴上，充滿深情地叮囑：“你們既要完成軍委賦予的光榮任務(wù)，又要有萬一被敵人截斷后，孤軍作戰(zhàn)的準備！”劉伯承說完，陳樹湘帶領(lǐng)全師與會干部莊嚴宣誓：“請軍團首長轉(zhuǎn)告朱總司令、周總政委，34師堅決完成軍委交給的任務(wù)，為軍團爭光！”散會后，陳樹湘在路上就布置了阻擊任務(wù)。
1934年11月28日，天氣異常陰冷。陳樹湘指揮紅34師在湘江東岸、廣西水車一帶山上剛建立起陣地，敵人就潮水般地尾隨蜂擁而至。周渾元部，是蔣介石嫡系，更是紅34師的老對手。早在第四次反“圍剿”中，就吃過陳樹湘的敗戰(zhàn)。這次，他認為紅軍兵敗如山倒，決心一洗往日的恥辱，在蔣介石面前邀功請賞。
陳樹湘面對數(shù)十倍于己的敵人，毫無懼色。他鎮(zhèn)定自若地指揮紅34師將士沉著應戰(zhàn)，奮力抵抗。水車阻擊戰(zhàn)空前激烈。經(jīng)過三天三夜的艱苦戰(zhàn)斗，打退了周渾元部及大批其他敵人的一次又一次沖鋒。終于掩護了中央機關(guān)、中革軍委縱隊和主力紅軍于1934年12月1日渡過湘江，挽救了紅軍，挽救了黨。
這時，湘江沿岸各個渡口已完全被敵人封鎖，紅34師已被敵人截斷在湘江東岸，無法渡江追趕主力。
1934年12月2日，陳樹湘率部翻越海拔1900多米的寶蓋山，欲從鳳凰嘴強行徒涉湘江，遭桂敵43、44兩師猛烈阻擊。師政委及師政治部主任光榮獻身，徒涉未果。面對無法渡江追趕主力的現(xiàn)實，陳樹湘果斷決定，退進都龐嶺，暫時立足，等待時機。部隊剛到洪水青，遭到了廣西民團的伏去。經(jīng)過一天激戰(zhàn)，直到黃昏，才把敵人擊退。這時，紅34師接到軍團部電令，指示他們退回湘南打游擊。陳樹湘立即組織會議，宣布：第一，尋找敵兵薄弱的地方突圍，到湘南開展游擊戰(zhàn)爭；第二，萬一突圍不成，誓為蘇維埃流盡最后一滴血。
敵人新的進攻又開始了。陳樹湘命令100團掩護，他和參謀長王光道率101、102兩團，突出了重圍。
1934年12月9日，紅34師余部200多人，展轉(zhuǎn)到達都龐嶺道縣境內(nèi)的空樹巖村，在村里進行了短暫地休整，開大會、寫標語，宣傳紅軍、宣傳革命，動員青年參加紅軍。第二天，大批廣西民團從灌陽方向追來。陳樹湘為保存實力，避開敵人，沿都龐嶺山麓向南退卻。在道縣清塘鎮(zhèn)小坪村附近，遭到道縣保安團團長唐季候的截擊。經(jīng)過半日激戰(zhàn)，將敵人打退后，沿江華、永明（江永）、道縣三縣邊界繼續(xù)前進。
1934年12月12日，紅34師經(jīng)江永的上江墟，道縣的田廣洞、立福洞，銅山嶺山脈來到江華橋頭鋪附近的牯子江渡口。陳樹湘見渡口霧氣蒸騰，死一般寂靜，就命令部隊作好戰(zhàn)斗準備，搶渡牯子江。當渡船行到河心時，埋伏在對岸的江華民團開槍了。陳樹湘立刻命令一個班用機槍還擊。他站在船頭上，置個人生死于度外，指揮部隊快速搶渡。江華民團頭子發(fā)現(xiàn)陳樹湘是紅軍指揮員后，命令一個槍手，瞄準了陳樹湘。一槍打來，擊中陳師長腹部，身負重傷。陳樹湘忍痛指揮部隊搶渡牯子江后，到下了。戰(zhàn)士們用擔架抬著流血不止，臉色慘白的陳師長，由江華界牌向道縣四馬橋方向退卻。
1934年12月14日，當紅34師余部100余人，來到道縣四馬橋附近的早禾田時，遭到道縣保安團一營的伏擊。激烈的槍聲，驚醒了昏迷多時的陳樹湘。他強忍巨痛，在兩個戰(zhàn)士的扶持下，指揮戰(zhàn)斗。在打退道縣保安兵后，陳樹湘再次昏迷。戰(zhàn)士們看著師長痛苦的神情，心中有如油煎般難受。
突然，一個戰(zhàn)士大吼一聲：“跟敵人拼了，為師長報仇！”說完，拿起槍就要往山上沖。其他戰(zhàn)士也積極響應。
陳樹湘被一陣喧嘩驚醒，認識到事態(tài)的嚴重，拼盡全力大喊：“回來，不準胡來！”
戰(zhàn)士們聽到師長的命令，趕緊圍在師長身邊。淚，掛在戰(zhàn)士們的腮邊，但誰也沒有哭出聲來。陳樹湘在戰(zhàn)士的幫助下，坐了起來，環(huán)視著身邊這些可愛的戰(zhàn)士，吃力地說：“怎么能跟敵人拼了呢？同志們啊，我們是毛主席親自創(chuàng)建的革命隊伍，是為窮苦大眾打江山的。從秋收起義到井崗山、五次反‘圍剿’，那樣艱苦的環(huán)境，我們都不怕，難道會被眼前的困難嚇倒嗎？”陳樹湘舔了舔干烈的嘴唇，語重心長地說：“敵人的目的，就是要消滅我們，恨不得我們跟他們拼?？磥?，原路返回已不可能了。大家作好突圍的準備，沖出去，到前面牛欄洞匯合。然后，到九嶷山區(qū)打游擊。星星之火，可以燎原。”陳樹湘說到這里，伸出慘白而冰涼的手，與參謀長王光道的手緊緊握在一起。良久，陳樹湘對王參謀長說：“老王，你是老同志、老黨員，我把這支隊伍交給你，你一定要將他們帶出去！”王參謀長硬咽著說：“師長，我們一起走！”陳樹湘免強笑笑，說：“環(huán)境這么惡劣，我這個樣子，能沖出去嗎？你帶隊突圍，我掩護。沖出一個算一個，決不能讓敵人的陰謀得逞！”
部隊且戰(zhàn)且走，來到銀坑寨，再次擊退道縣保安一營的進攻后。陳樹湘用綁腿死死地扎緊傷口，毅然決然地掙扎著站起來，端起一挺機槍，帶著兩個警衛(wèi)員和一個機修員，占領(lǐng)銀坑寨附近的洪都廟。
敵人新的進攻開始了！江華、道縣、寧遠三縣的保安團，從四周蜂擁而上。陳樹湘他們依據(jù)洪都廟的有利地形，阻擊敵人，掩護同志們突出了重圍。陳樹湘他們的子彈打光了，機修員犧牲了。敵人叫嘯著撲向洪都廟……
敵人抓到一名紅軍師長，高興得發(fā)狂。在四馬橋坐鎮(zhèn)指揮的道縣保安團一營營長何湘，命令將陳樹湘抬到一間布鋪里，為他找醫(yī)送飯。企圖從陳樹湘口中得到紅軍的情報。陳樹湘面對敵人的威脅利誘，毫不動搖，拒醫(yī)絕食，堅持斗爭。何湘無奈，只好于1934年12月18日拂曉，將陳樹湘抬往道縣縣城，向上司邀功。上午8時許，當行至道縣蚣壩鎮(zhèn)石馬神村附近的將軍塘自然村后時，陳樹湘乘敵不備，咬緊牙關(guān)，忍著巨痛，用手從傷口伸入腹部，摳出腸子，使盡全力，大叫一聲，絞斷腸子，壯烈犧牲。時年29歲。實踐了他“為蘇維埃流盡最后一滴血”的豪邁誓言！
陳樹湘犧牲后，敵人將他的頭割下，送到長沙懸于城門示眾。群眾將陳樹湘的無頭遺體與一同犧牲的警衛(wèi)員，葬于現(xiàn)道縣城內(nèi)，瀟水之濱，上關(guān)大橋西頭北側(cè)，中心糧庫后面，二中左后方的飛霞山上，人稱“雙巴祖”。解放后，每逢清明，常有共青團員、少先隊員去掃墓祭奠。