4月7日，暂编第五师进攻盘踞华容的日军。第十四团攻击东门，第十五团进攻石佛山，第十三团主攻状元街。战斗打得十分激烈，彭士量亲临石佛山前沿阵地指挥作战。由于日军以逸待劳，武器精良，又有飞机助战，暂编第五师伤亡很大，进攻一周，仍未攻克石佛山和状元街，对东门的进攻也无进展。为避免更大伤亡，彭士量下令暂时停止进攻，部队撤至明山头一带。

经过整顿之后，暂编第五师又向日军据点发起第二次进攻。先后攻占珠头山、墨山顶、黄山湖等地。为控制三封寺、墨山铺一线交通要道，彭士量决定派部抢占制高点七女峰。第十三团第一营担负这一重要任务。该营官兵在山上与日军整整激战一周，打退敌人一次又一次进攻，击毙击伤日军200多人。由于武器落后和缺乏后援，该营付出很大代价，最后从山上撤下来时，全营剩下不足20人。

４月中旬以后，日军不断从石首派出部队增援华容，暂编第五师孤军突出，处境越来越危险，但彭士量仍然指挥官兵进行着顽强的战斗。直到5月初，暂编第五师已面临被日军包围全歼的险境时，才奉第九战区司令长官薛岳之命撤出华容。彭士量率暂编第五师发动的华容反击战，尽管没有达到预期目的，而且损失一个半团的兵力，但与日军苦战相持月余，给予日军重创。尤其是七女峰之战，大长了中国人民的志气，大灭了日本侵略者的威风。

11月，任该师师长。此时，日军再度集结10余万重兵，在海空军的配合下进犯常德，试图歼灭湘西野战军主力部队，夺取战略要地常德，向常德、桃源一线中国军队阵地发动进攻，常德会战爆发。石门是常德前哨，易攻难守，日军对石门意在必得，动用数万兵力分三路合围。彭士量率暂编第五师奉令固守石门县城，他们紧张地储备弹药，挖掘工事，做好了固守石门的战斗准备。

11月4日，彭士量率部进驻石门县城。此时的暂编第五师，由于前次华容反击战消耗甚大，虽经半年调整、补充，但兵员、武器大都没有备齐，战斗力极弱。彭士量深知此次守备石门责任重大，任务艰巨，到达石门后没有来得及喘口气，便陪同第七十三军军长汪之斌等人前往阵地察看。一见情形，不由得倒吸一口冷气，没想到像石门这样的军事要地，先前的守军竟连起码的工事构筑都没有，仅在沿新安至分水岭一线布防了20公里宽的正面散兵线，可石门城外的澧水南岸，连一个据点都没有。暂编第五师只有拼死一搏。

11月8日，日军第三师团、日军第十师团在航空兵的配合下，直奔石门而来。9日夜，日军趁夜色集结于石门以北桐子溪、林家桥一线，开始对石门形成包围，准备将驻守在石门的第七十三军一举歼灭。次日黎明，枪炮声轰鸣，日军向新安、塘坊、樊家桥等阵地发动猛攻。暂编第五师与第七十三军所辖另外两个师紧密配合，奋勇杀敌。彭士量亲临作战第一线指挥，率部与敌人相持3个昼夜。日军多次猛扑均未得逞，于是施放毒气，致使红土坡的加强营全体官兵壮烈牺牲。后北面防线被突破，彭士量率兵巷战，将窜入之敌全部歼灭。此时，天色已晚，石门被敌人重重包围，敌人数次冲锋，又以云梯攻城，局势危急，彭士量亲自到西城巡查，并增筑工事，谕官兵死守，并电呈上峰：决与石门共存亡。

11月13日拂晓之后，日军兵力大增，在飞机、炮火掩护下发动更为猛烈的进攻。日军将第七十三军各师从东西方向分割包围，并以一部突过澧水，从南面堵住退路。在日军强大攻势下，第七十三军很快陷入混乱，军部与各师之间联系中断。上午8时，日军第三师团第一一六联队攻入石门城北第七十三军军部指挥所，军部顿时大乱。此时，日军已完成对该军的四壁包围。尤其是南下常德的方向，更是被其以强大的炮火封锁。国民政府军事委员会下令第七十三军后撤，放弃石门，但该军正与日军全线激战，根本无法脱离接触。

危境中，彭士量带领一个警卫连，左砍右杀找到了被冲散的军长汪之斌。为挽救整个第七十三军，彭士量挺身而出，自告奋勇接下掩护全军撤退的重任。请求留下率暂编第五师坚守石门县城，掩护军长汪之斌率部向西突围。汪之斌率第十五师、第七十七师向西突围，彭士量率部拼死抵抗，双方陷入混战状态。

11月14日，日军再次向石门县城增派援军，攻势愈加凶猛。尤其是以北部笔架山、大山尖、孙家大山方面战况惨烈。日军数次冲上阵地与暂编第五师官兵白刃肉搏。彭士量亲临一线督战，短兵相接，杀声震天。他不止一次勉励部下说：“石门一地，事关全盘战局得失，我们要与石门共存亡，要用我们的血肉换取整个战役的生机。”战至午后，日军仍然进攻不止，暂编第五师伤亡已十之八九。傍晚时分，日军加紧围攻，城厢被炸，火光冲天，阵地工事几乎全被摧毁。

15日拂晓，彭士量集合所剩无几的部队，向石门西郊突围，力图收复一块阵地，以充立足之地。行至新安以南岩门口附近时，几架日机低空盘旋，发现了他们的踪迹，投下重磅炸弹，并用机枪扫射。彭士量倒在瓦砾堆中，身中数弹，身受重伤还喊杀不止，忠勇之气感动得在场的官兵个个哭声不绝。弥留之际，他怒目圆睁：“大丈夫为国家尽忠，为民族尽孝，此何恨焉！”

人们在装殓彭士量烈士的遗体时，从他的军衣口袋中发现了这样一纸遗嘱：

余献身革命，念年于兹，早具牺牲决心，以报党国，兹奉命守备石门，任务艰巨，当与我全体官兵同抱与阵地共存亡之决心，歼彼倭寇，以保国土；倘于此次战役中，得以成仁，则无遗恨。惟望我全体官兵，服从副师长指挥，继续杀敌，达成任务。余廉洁自持，不事产业，望余妻刻苦自持，节俭以活，善待翁姑，抚育儿女，俾余子女得以教养成材，以继余志。

1944年，国民政府追晋陆军中将。

1985年，民政部追认彭士量将军为革命烈士。

他是首批入驻中国人民抗日战争纪念馆和湖南烈士纪念塔的国民革命军抗日将领。南岳忠烈祠有彭士量烈士纪念碑、遗书和墓地。

2015年12月，湖南省石门县政府为纪念彭士量烈士，在石门县岩门口为彭士量将军修建“彭士量将军殉国处”纪念碑。