白求恩牺牲的真正原因是因败血症医治无效。

1939年10月下旬，白求恩在涞源县摩天岭战斗中抢救伤员时左手中指被手术刀割破，后给一个外科传染病伤员做手术时感染。但他不顾伤痛，坚决要求去战地救护。他说:“你们不要拿我当古董，要拿我当一挺机关枪使用”。随即跟医疗队到了前线。终因伤势恶化，转为败血症，医治无效，于11月12日凌晨在河北省唐县黄石口村逝世。