第五十军组织了井然有序的撤退，第三天下午便进入指定地点。

　　在指定地点，部队立刻投入到修筑坑道工事的紧张劳动之中。蔡正国带着军部有关人员，来到前沿视察，检查各连队坑道工事的选点、选口和施工，对一些重要阵地，过问得很仔细，还组织战士们对工事的实战性进行讨论。

　　战斗暂时没有打响，但并不意味着安然无事，美国侵略军仍以他们的“空中优势”，对备战的志愿军实行没日没夜的轰炸和骚扰。

　　第五十军进入指定地点后不久，就被美军飞机侦察到。事情源于五十军开的一次运动会。运动会的比赛项目齐全，全军的运动员和官兵黑压压地坐满了两边的山坡。忽然，有两架侦察机从空中飞来，把地上的活动看得清清楚楚，俯冲下来，扫射了一梭梭子弹，打完就飞走了。从此，敌人知道这儿有重要的指挥机关，对这一带更加注意了。

　　4月12日晚上9时，第五十军在坑道外的军部驻地，即一栋砖瓦结构的民房里，正在召开军事会议。到会的是全军的团以上军事主官。会议由蔡正国主持，讨论五十军的防御战略，包括研究开办反登陆作战培训班和地面打坦克培训班等。

　　晚上9时40分左右，夜空里响起敌机的轰鸣，村外山头上也传来哨所的防空信号枪声。正在讲话的蔡正国意识到会议不能再开了，但他又认为不能就这么一窝蜂地散了，再讲个半分钟或许会议就能结束。因为这种情形在以前也遇到过。忽然，飞临军部上空的8架敌机，俯冲下来并投下了一批炸弹。其中的一颗正落在开会的屋顶上，一接触屋面就轰然爆炸。四溅的弹片，飞洒在离地面一米多高的空间。坐在地上的干部们听见爆炸声都立即伏在地上，躲开了弹片，连一个负伤的都没有，但弹片却击中了站在桌子前讲话的蔡正国和正好站在他身后准备倒水的作战处处长。蔡正国的头上和胸部多处中弹，鲜血直流，被抬入坑道后昏迷过去。由于失血过多，当晚10时，蔡正国微弱的心脏便完全停止了跳动。

　　8架敌机轰炸了十几分钟，扔光了所携带的重磅炸弹后，才飞离了机翼下的那片火海。

　　人们从蔡正国的上衣荷包里，找到了一张纸条，那是他昨天才写好的给妻子张波的信。信中写道：自己在朝鲜前线一切都好，部队打的都是胜仗，让妻子不要挂念。等这次战役过去，他就请假回来看她和6岁的儿子。没想到这封信却成了蔡正国的遗书。蔡正国成家比较晚，30多岁才结婚，再过几个月，他与张波的第二个孩子就要出生了。

　　五十军军部被炸事件，是志愿军入朝作战三年以来最严重的事件。在国内的彭德怀接到电报后，惊得说不出话来。同一天中午，正在午休的毛泽东，被叶子龙叫醒。在看了志愿军总部发来的电报后，他口里失声地“噢”了一下，刹那间脸色有些发白，随即神情有些木讷地站着，好一阵时间过后，毛泽东才喃喃道：“蔡正国，蔡正国，不幸殉国，又折我一员骁将!”

　　蔡正国的杰出功勋和国际主义精神，得到了应有的表彰。遗体被运回沈阳，安葬在烈士陵园。志愿军代理司令员兼代政委邓华，为他的墓碑撰写了碑文。朝鲜民主主义人民共和国政府给蔡正国颁发了“独立自由一级勋章”和“国旗一级勋章”各一枚。