这时，日本侵略军乘二十三师余部刚到菏泽，部署未定，驱其步兵、骑兵、炮兵、化学队和摩托车队，在坦克和装甲车掩护下，发起突然袭击，层层逼进，气势汹汹。黄启东与师长李必蕃抱定与菏泽城邑共存亡之决心，临危不惧，迅速变更战术，实行坚壁清野，主动分兵阻击，鏖战数昼夜，在枪林弹雨中，死守阵地，打退了日军的一次又一次进攻。不久，日军大批援兵蜂拥而来，二十三师粮尽援绝，情况十分危急。黄启东在师长李必蕃召开的高级军官会议上，慷慨陈词，力主死守不渝，牵制敌军。
激战至5月15日，李必蕃置个人安危于不顾，亲自上阵指挥正面抗击。黄启东率领工兵营和特务连独当一面。血战数昼夜，伤亡惨重。李必蕃腹部中弹，流血不止。部下急将他抬下战场，行至城南王庄时，伤势恶化，乃自杀殉国。黄启东愤不欲生，以爱国英雄文天祥的《正气歌》自勉，身先士卒，率余部与敌血战到底，冲锋十余次。在喊杀声中，他头部中弹，犹不退却,命卫士陈烈（湘潭人）背负，坚持在前沿指挥。其时，该师野战医院院长、平江同乡李少甫带领救护队，一再催促黄启东快上担架，黄启东坚决不从，摆手示意李少甫快去抢救其他伤员，并吃力地张开紧抿着的嘴唇，用微弱颤动的声音对李少甫等人说：“何以对国家？！何以对民族？！”“宁作战死鬼，不做亡国奴！”未几，黄启东终因流血过多，为国捐躯。临终怒目而视，死不瞑目，时年46岁。
1985年，平江县政府报湖南省政府批准，追认黄启东为抗日烈士。
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