完成任务后返回右玉县南山区。
行动之前，李林和王零余研究了一个“声东击西”的行动计划。
李林和王零余率领骑兵营掩护工作团，经过一天行军，突破敌人封锁线，把工作团送到了二十边村。接着，他们连夜向东开进，朝日军据点长流水飞奔。午夜，长流水据点里，日本鬼子们还在饮酒作乐。骑兵营战士突然而至，向房内的鬼子猛烈开火。鬼子仓促应战，负隅顽抗。鬼子的一个小队长提着枪夺门而出，向后院逃跑。李林抬手一枪，日军小队长应声倒在地上。经过半小时激战，据点里的鬼子全部被歼灭。李林和王零余又率骑兵营向二十边村开去。
由于骑兵营的英勇作战，绥南的工作很快得到恢复和发展。不久，骑兵营护送工作团向右玉县南山区返回。
在返回的途中，李林和王零余率骑兵营顺便袭击平绥线上的红砂坝车站，把鬼子的一个小队打得落花流水。
八支队和李林在雁北打了许多胜仗。李林名声越来越大，敌人到处张贴布告悬赏巨款捉拿她。
上级领导对李林这位女英雄十分信任和关怀。1938年9月，一二零师政治委员关向应提议调她到中共晋绥边区特别委员会工作。李林是多么不愿离开部队，离开自己亲自参加创建的骑兵营啊。可是，她还是服从了组织决定，到特委担任宣传部长，兼管地方武装。
1940年1月，晋绥边区第十一专署成立，李林担任专署秘书主任。不久，她受雁北人民的委托，到兴县参加晋西北人民代表大会。会上，她当选为边区行政公署的行政委员会委员。在兴县，李林见到了闻名中外的贺龙将军。贺龙满面笑容地说：“欢迎你，我们的女英雄！听说鬼子听了你的名字都怕呢。了不起！”他亲切地询问了李林的工作和生活情况。最后，他对李林说：“晋西北行署想把你留下来，搞妇女工作。你意见如何？”
李林说：“怎样都可以，我服从组织的决定。但从我个人的愿望说，愿意再返前线。”
贺龙听了发出爽朗的笑声：“好啊，我支持你！”这样，李林又回到了雁北。
1940年春，敌人纠集12000多人，分三个方向，对晋绥边区抗日根据地进行空前规模的“扫荡”。4月下旬，日伪4000多人向雁北专署机关和相随的六支队二、三营及专署警卫连驻地扑来，情况十分危急。专署指挥部决定，向平鲁方向突围转移，六支队在前，机关居中，李林率警卫连断后。
午夜时分，突围开始了。大队人马刚翻过一道山梁，突然前面响起了枪声，六支队和敌人接上了火。经过一场激烈战斗，六支队冲出了敌人的包围圈。可是，后面的队伍没有跟上，被敌人团团围住。
李林对地委武装部姜部长说：“我带骑兵排往东大沟里冲，掩护大部队向南突围！”说完，飞身上马，大喊一声：“同志们，跟我来！”率骑兵排向东大沟冲去。
一时间，杀声震天，几十匹战马掀起冲天的尘土。敌人误以为他们是主力部队，慌忙调集南北山上的日伪军全力向东增援，四面八方的敌人向东扑来。姜部长利用这个时机，指挥机关迅速向南突了出去。
东面山上，敌人发觉上了当，恼羞成怒，围住骑兵排，紧紧咬住不放。面对这极其险恶的情况，李林大声对战士们说：“敌人已把我们团团围住。我们是党和人民的战士，宁死也不投降！决不能玷辱抗日战士这个伟大的称号！”
李林率领战士们边还击边撤退，被敌人的机枪火力压在沟沿下面，抬不起头。李林感到形势险恶，难以突围出去，她从身上取下文件包，塞进岩石的裂缝里面，用土严严实实地埋住。接着，她对通信员二和子说：“你年龄小，敌人不会注意，快沿着这条沟出去。只要碰到老乡，他们会掩护你。”她嘱咐二和子记住埋文件的地方，等战斗结束后取出来转交给地委。
二和子冲出去后，敌人猛扑了上来。李林向战士们喊道：“准备突围！”她跨上战马，率领战士们向沟口冲去。敌人像潮水一样涌来，李林一边挥着手中的枪，一边高声喊道：“冲啊！冲出沟口就是胜利！”几十人马在她的带领下，接连冲过了两道包围圈。这时，密集的子弹又从沟前土崖上射了过来。突然，李林的坐骑中弹倒地，李林被重重地摔下马来，她的胳膊和腿上也几处负伤。战士们要下马来扶她，她厉声喝道：“干什么？快！冲出去！”
李林忍着巨痛，扑在一个土堆旁，一手拿驳壳枪，一手拿一支小手枪，向敌人射击，掩护战士们突围。不一会儿，驳壳枪的子弹打光了，敌人从四面扑上来，嚎叫着“抓活的”。李林迅速拆开驳壳枪，把零件扔进周围的草丛里。
敌人狂叫着，扑向李林。
李林忽地站起来，举起那支小手枪，将最后一颗子弹从容地射向自己的头部。
面对这壮烈的情景，法西斯侵略者惊呆了，迟迟不敢靠前。
这一天，是1940年4月26日。年仅24岁的民族女英雄李林，为了民族的解放事业，献出了年轻的生命。
（兰州军