日军炮袭过后，步兵发起冲锋，守军官兵伤亡太大，无力反击，罗店再次落入日军手中。
罗卓英心急如焚，下死令叫彭善在三小时内夺回罗店。彭善满脸尘土，急匆匆来到第一一零旅，对旅长蔡炳炎说：“刚才罗军长来电话，要我们在三小时内拿下罗店，否则叫我开枪自杀。你看怎么办？”
蔡炳炎明白这话的分量。但是，部队伤亡巨大，要想夺回罗店，实在太难。他瞪着布满血丝的眼睛，骂道：“他娘的，这仗打得太苦了，弟兄们死的死、伤的伤，怎么个打法？”
彭善说：“反正全师弟兄都得死在这鬼地方，你就带着弟兄们出击吧。你有什么要交代的，快告诉我，如果你回不来，我负责照顾你家的一切。”
彭善要蔡炳炎拼死夺回罗店，蔡炳炎紧握拳头大声回答：“师座，战死也是死，自杀也是死，反正是一个死字，不如和小日军拼个鱼死网破。我家里的事就别提了，再大也是小事，国亡了，家就完了。我今天豁出去了，不是敌生我死，就是敌死我生！”说罢，一挥手，带着两个营，向罗店冲去。
经过两小时生死搏杀，罗店又回到了守军手中。战斗结束，蔡炳炎松了一口气，突然飞来一颗炮弹，炸死了一大片官兵，蔡炳炎倒在血泊之中，壮烈殉国。继黄梅兴之后，他是中国军队在淞沪会战中牺牲的第二位将军。