⊙民国26年5月,他再度请求归田,又被调到四川“山洞陆军大学将官班”学习。行至重庆,得知卢沟桥发生事变,他写信给妻子剧纫秋:“我是军人,半生光打内战,现在日寇要灭亡中国,我们国家已到生死存亡的紧要关头,我应该去抗战,我应该去与敌人拼。”他毅然放弃学习,返回部队,请求北上抗日。同年9月,郝梦龄率部北上,行抵武汉,在与妻子、儿女话别时说:“我爱你们,但更爱我们的国家……”临别前,他写下遗嘱,下定为抗日牺牲的决心。
郝梦龄率部抵石家庄后,编入卫立煌第十四集团军序列,任前敌总指挥。此时山西雁门已失守,晋北忻口成了山西御敌的第一线。IO月4日,郝梦龄奉命率第九军赴忻口前线,到达目的地,立即召集军官训话:“现在民不聊生,国将不国,是我辈军人没尽到责任。欲置国家于盘石之上,拯救黎民于水深火热之中,必须官兵同命奋战。”10月11日,日军板垣师团集中精锐部队,以飞机、大炮、坦克等组成密集火力网,倾全力向忻口第九军阵地猛攻。双方在忻口西北二0四高地展开激烈的拉锯战。12日日军又发起数十次猛攻,均未得逞。为夺回被日军侵占的高地,郝部伤亡严重,有的周只好缩编为一个营。郝梦龄鼓舞官兵说:“就是剩下一个人也要坚守阵地,决不后退!我若先退,你们谁都可以枪毙我!”15日夜,卫立煌到前线嘉奖作战将土,改增加7个旅交郝梦龄指挥,由正面袭击敌人,左右两翼同时策 应,以收夹击之效。深夜2时,郝梦龄亲临前线,身先士卒,率部前进,突袭敌阵,连克数个山头。16日晨5时,郝恐天明新阵地难于巩固,不如乘胜追击,遂继续挥兵奋进。此时,郝梦龄在关子村,身临大军之前,距敌仅200余米。在通过一段隘路时,身中敌弹,壮烈牺牲。