同年１１月１７日，阻擊７００多名日軍進攻根據地的海陽長沙堡戰斗打響了。任常倫奉命帶領全排戰士高呼著口號，向敵人發起沖鋒，搶先占領了制高點。日軍連續發起兩次沖鋒，爭奪制高點，都被三排戰士打退。日軍見正面強攻不行，便搶占制高點左側的小高地，企圖以機槍威脅我團指揮所。任常倫見狀帶領九班戰士，迂回到小高地側面，發起突然攻擊，一舉打掉了日軍的機槍陣地，奪取了小高地。日軍很快發起了反撲，先是炮擊小高地，接著成群的日軍向小高地發起沖鋒。殘酷的戰斗開始了。任常倫端著步槍，先擊斃日軍指揮官，又連續打倒３個敵人。九班戰士勇猛頑強，以一當十，連續打退日軍５次反撲。戰士們的手榴彈用完了，子彈打光了，日軍又發起沖鋒。此時，任常倫堅定地對戰士們說：“我們沒有子彈有刺刀，人在陣地在！”說罷，他沖在前頭，帶領戰士，同沖上陣地的日軍展開了激烈的白刃戰。激戰中，他接連刺死５名日軍，在自己也負傷的情況下，仍堅持戰斗，終于打退了日軍的進攻。

傍晚，日軍再次對小高地發起反撲。戰斗中，任常倫不幸被敵彈擊中，身負重傷。他吃力地對戰士們說：“別管我，守住陣地要緊，守住陣地就是勝利！”戰士們對日軍進行了猛烈沖擊，打退了日軍一次又一次的反撲。最終，日軍不得不扔下２５８具尸體，慘敗而去。任常倫因傷勢過重，失血過多，在戰地衛生所犧牲，時年２３歲。

任常倫犧牲后，當地政府和人民在棲霞縣英靈山頂為他鑄造了銅像，以永遠紀念這位人民的戰斗英雄。