熊厚发留下后，立即收拢流散在祁连山中红军战士，总人数达100余人。3月22日，马忠义部一个营在搜山时发现了熊厚发等人，敌人一次次冲击被击退。熊厚发腿部又受重伤，子弹打完后，他们砸毁枪支。马忠义迫其投降，遭到熊厚发的严厉斥责。熊厚发和仅剩的六名红军将士大义凛然，誓死不降。熊厚发牺牲前高呼“中国共产党万岁！”“中国工农红军万岁！”熊厚发就义时年仅24岁。

    徐向前元帅曾为高台烈士陵园的修建题词：振堂、海松、厚发、啟华、义斋及西路军牺牲的诸烈士们，你们为中华民族的解放和劳动人民的利益坚韧不拔、自我牺牲的精神和英雄气概是我军无上的光荣。