1940年9月至11月，白乙化及时返回内线，寻机打击撤退之敌，一举歼灭日军哲田中队，取得了这次反“扫荡”的胜利。他指挥十团粉碎了日伪军对丰滦密的大“扫荡”，并在反“扫荡”中率部开辟新区，使丰滦密抗日游击根据地由初创时的4个区一下发展到8个区。
白乙化智勇双全，加上十团屡战屡胜，根据地迅速发展，丰滦密人民十分信赖和拥戴他。1941年2月4日，伪满道田讨伐队170余人沿白河向根据地进犯，白乙化率部在密云县马营西山与敌人激战，毙、俘敌117人，保卫了根据地。但在战斗即将胜利结束时，白乙化被日军击中头部，壮烈牺牲，时年30岁。
白乙化牺牲后，八路军冀热察挺进军发表了《告全军同志书》，赞扬他是“优秀的指挥员、民族英雄、无产阶级的先锋”。萧克将军称赞白乙化“血沃幽燕，名垂千古”。白乙化烈士的侄子白成亮自2002年开始致力于烈士遗物和事迹的发掘工作，2009年，辽阳市宏伟区对白乙化烈士故居进行了重新修缮，使之成为爱国主义教育基地，他的革命业绩将永远垂范后人。
