八路軍壹舉消滅了日本侵略者。戰鬥結束後，幾名士兵沖向正在流血的二小。那時，他還活著。大家把他和另外兩個受傷的八路軍戰士壹起送到了劉家莊。可惜傷勢不治，為國犧牲。
王二小死後，當地軍民把他葬在劉家莊的山坡上；當時淶源縣青年拯救委員會的幹部張士奎同誌(後為保定市退休幹部)得到消息，立即上報邊區青年拯救委員會。《山西日報》在第壹版刊登了這條消息。根據這壹報道，詞人房兵和詞曲作者齊夫立即創作了歌曲《唱二時辰放牛郎》；這首歌傳唱至今，感染了無數少年；現在，王二小的墳墓上長滿了草，那塊被他的鮮血染紅的大石頭仍然靜靜地躺在山溝裏。人們稱之為“血腥之石”。
為了紀念小英雄王二小，中國青基會在第二小學的家鄉淶源縣上莊村建起了“王二小希望小學”。延安時期參加革命的老作家陳墨創作了革命傳統紀實小說《少年英雄王二小》。