1941年7月，冈村宁次出任日华北方面军司令官，在接连对冀东进行了三次“扫荡”后，因兵力不足，改调四万五千伪治安军来控制冀东。

　　面对治安军的猖狂行动，11月26日包森率领13团一部发动了冀东第一个攻坚战———东双城子攻坚战，全歼敌一营。之后，他又以铺天火龙之势在刘备寨、梁子河等重创来敌，其中最为震惊中外、歼敌最多的是果河沿大捷。

　　那是在1942年1月12日夜，包森得知驻玉田的治安军翌日将进燕山口“扫荡”，在认真分析了敌我双方的情况后作出果断决定，要在果河沿打一场漂亮仗。於是他率部连夜急行军，於13日凌晨1时，布阵於遵化县西南果河北岸蔡老在、蔡二庄一线。几乎与第13团北移同时，驻玉田县城的治安军第2集团司令部及所属第3、第4两个团倾巢而出：司令部及第3团北进界山口入遵化境;第4团北入燕山口，於13日凌晨1时许抵达蔡老在、蔡二庄的界山口，遭先抵於此的八路军第13团第4连的迎击，缺乏夜战经验的治安军退回南岸死守阵地不敢动作。包森以3个连兵力正面牵制，以4个连兵力分两路连夜渡河迂回至敌后的燕各庄，形成对这股伪军的包围。

　　拂晓，战斗打响，八路军3个连从正面攻击，当即歼敌机炮连200馀人，其馀500多人向南狂逃到燕各庄村头，被预伏於此的八路军全歼。另一部分300馀人，在日本教官的率领下，逃入小山上的憋姑寺内，据险顽抗待援。此时包森获悉治安军第2集团倾巢出动，前来救援，便当机立断：派出警戒部队阻击援军。之后，包森来到担任主攻任务、久攻憋姑寺不下的3营1连阵地，问3营营长耿玉辉：“老耿，你多大年纪了?”“40啦!”老耿不解地回答。不露声色的包森长叹一声说：“确实老了，不行了!”。这激将法气得耿玉辉甩掉棉坎肩、“嗖”的拔出手枪，率先冲向憋姑寺，全营官兵一呼百应，发起了决死冲锋。寺内伪军见援兵无望，又遭猛击，便打死日本教官，晃起白旗投降。下午3时左右，治安军第2集团司令部及所属第3团赶到燕各庄援救，又被八路军警戒部队打得丢盔卸甲，狼狈逃窜，溃不成军。

　　此战八路军伤亡仅30馀人，俘八百馀人，创造了以少胜多、以弱胜强的奇迹。晋察冀军区接到战报，大喜之下惟恐失实，令重查再报。然而经核实再报，战果与原电无误，方确信无疑。日军二十七师团长官铃木启久少将对此战果都感到奇怪：“不知怎么?八路军忽然有这样大的力量，把治安军打得溃不成军!”果河沿大捷严重挫败了日寇“以华治华”的政策。

　　不幸牺牲

　　包森此刻确认为“该压压关外的鬼子了。”又立即率一、三营奔向长城以北去打满洲军。然而，就在1942年2月17日，包森部队与敌人在遵化野瓠山遭遇时，不幸被埋伏在附近的敌狙击手击中，壮烈牺牲，时年31岁。

　　包森牺牲后，为防止敌人趁机反扑，消息被严密封锁，就连他的战马和警卫员也被安排在一个偏远山洞四十天，造成包森正在执行其他任务的假象。包森的遗体也在秘密安排下悄悄掩埋。后又转移至“万人愁”的偏远处，直到解放后由河北省人民政府移至石家庄烈士陵园。

　　对於包森，叶剑英元帅称其为“中国的夏伯阳”;原冀东军分区司令员李运昌说：“包森在冀东是打天下的”;日本侵华军总司令冈村宁次哀叹：“到冀东如入苦海”;敌人惧怕他，日军听说包森的军队到了，便会有人摸着脑袋：“死了死了的”;伪军们口角，便常以“出门打仗碰上老包”为咒语。