Молодая санитарка к тому времени уже побывала на нескольких фронтах и была удостоена медали «За оборону Сталинграда».

В августе 1943 года стрелковый полк, в котором служила Зинаида, форсировал реку Северский Донец (приток Дона). Бои были тяжёлыми. Немцы занимали господствующую высоту и постоянно обстреливали позиции наших бойцов. Не жалея себя, Зинаида под этими обстрелами каждый день выносила с поля боя десятки солдат.

А в один из дней, попав в полное окружение и увидев, что бойцы теряют надежду прорвать кольцо, молодая санитарка повела их за собой в атаку. В результате было уничтожено несколько сотен немцев и захвачена артиллерия противника.

Зинаида лично эвакуировала на другой берег реки 64 раненых солдат. Но во время очередного такого рейса она сама была смертельно ранена.

В 1944 году Зинаиде Маресевой посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.

В 2011 году в честь подвига отважной санитарки в Белгородской области установлен памятник.