吴佩孚为了阻挡北伐军的前进，拼凑２万余人，亲自部署防御汀泗桥，并组成千余人敢死队攻到北伐军第四军军部附近，叶挺派曹渊率部支援。一营经过连续冲杀，将敌军的敢死队击溃，军部转危为安，曹渊和一营受到传令嘉奖。８月２７日，叶挺独立团占领汀泗桥。
８月３０日，在攻打贺胜桥战斗中，曹渊指挥一营救出身负重伤的二营营长许继慎，并组织一、二营官兵与敌军争夺贺胜桥头阵地，打败吴佩孚亲自指挥的敌军主力，打开了通往武汉的最后一道大门——贺胜桥。
９月１日，各路北伐大军云集武昌城下，曹渊率一营为突击前锋，全营大部分官兵临战前均留下家书，表示誓与敌人决一死战的决心。９月５日凌晨，曹渊率一营冒着城头弹火竖起云梯，登城与敌军肉搏，大部分官兵壮烈牺牲，仅剩１０余人。在这场战斗中，曹渊头部中弹牺牲，年仅２４岁。
曹渊等烈士的牺牲精神激励着独立团广大指战员。１０月１０日，武昌城终被占领。战后，独立团党支部决定在洪山建墓，将攻城以来各次战斗中牺牲的官兵与曹渊合葬。墓的前面竖立了一个碑坊，上面横额刻着“浩气长存”四个大字。墓前竖立一个墓碑，碑上横刻“精神不死”四字，中刻“国民革命军第四军独立团北伐攻城阵亡官兵诸烈士墓”，左边刻曹渊等１９１位烈士英名，右边刻“先烈之血”“主义之花”“诸烈士的血铸成了铁军的荣誉”“无产阶级的牺牲者”四句话。
周恩来赞扬他“为谋国家之独立，人民之解放而英勇牺牲了，这是非常光荣的”。叶挺称他是“模范的革命军人，且是我最好的同志”。
新中国成立后，曹渊被追认为革命烈士，编入《中华英烈传》。在其家乡安徽寿县小甸镇，还设有寿县革命烈士陵园，曹渊的照片及光辉事迹陈列于陵园烈士事迹陈列室。
安徽寿县小甸镇宣传委员曹玉飞是曹渊烈士的第四代亲属，谈到先人的英勇往事，曹玉飞仍然很感慨，每年清明的定期祭拜是对先人最深的缅怀，“最敬佩他能坚定自己理想信念的精神，舍小家顾大家。这些始终激励着我们成长和投身党的事业。”
