1951年1月，抗美援朝戰爭第四次戰役打響，著名的漢江阻擊戰激戰正酣。
緊靠利川的鼎蓋山炮火紛飛、硝煙瀰漫。1月28日，來勢洶洶的美軍在10多輛坦克的配合下，分兩路向鼎蓋山發起猛攻。
當時一個團的美軍向他所在的陣地進行了猛烈的炮火轟炸和反覆的進攻，在重要進攻時機，潘天炎肚子疼中午時潘天炎所在的部隊收到了指令，他們要轉移陣地。在這個緊要時刻潘天炎忽然肚子疼了起來，為了不拖延整個部隊的速度，他迅速找了個隱蔽的角落來上廁所。
他蹲了不短的時間才起身。剛起身及聽到敵軍的聲音了，連忙丟了幾個手榴彈才暫時擊退了敵軍。當他冷靜下來時，環顧四周，發現他的戰友們都已經撤退了。
潘天炎個子雖然很小，但他人小心眼多，他把六顆手榴彈捆在一起放在工事前邊，用一根電線連線上所有的技環，自己躲在一邊，等敵人上來之後，他一拉電線，炸倒了一片。美軍士兵又摸上來的時候，他突然喊到：“同志們！敵人上來了！”美軍士兵聽見這突然的一聲喊，全趴在地上不動了，他跳起來就扔手榴彈。美軍弄不明白這個陣地上到底有多少中國士兵，於是開始瘋狂炮擊。
最後，小個子潘天炎已經做出了英勇犧牲的準備，他奔跑在陣地上根本不隱蔽自己，手榴彈和卡賓槍一齊使用，就在他決心與敵人同歸於盡的時候，增援陣地的部隊上來了,這才讓我們英雄脫離了危險。
潘天炎在抗美援朝戰爭中英勇戰鬥，曾經孤身一人打退敵人9次衝鋒，先後榮立大小軍功4次，被中國人民志願軍總部授予“青年英雄”稱號，並於1953年受到毛主席的接見。人民出版社出版了以其為原型的《青年英雄潘天炎》連環畫冊，陸軍三十八軍政治部已將他的英雄事蹟載入軍史。
潘天炎的英雄事蹟，還被其老戰友梅門造創作出單絃曲目《青年英雄潘天炎》，廣為傳唱。
