به گزارش راه شلمچه، حضرت عباس(س) در روز عاشورا پرچم‌دار سپاه امام حسین(ع) بود. امام(ع) صبح عاشورا این سمت را به وی سپرد. بر اساس برخی گزارش‌ها امام(ع) هنگام درخواست عباس برای رفتن به میدان، پرچمداری او را یادآور می‌شدند.
وقتی دشمن آب را بر کاروان امام حسین(ع) بست و تشنگی به حرم و اصحاب فشار آورد، امام، عباس را همراه سی اسب‌سوار و بیست پیاده‌نظام با بیست مشک آب روانه شریعه فرات نمود تا آب بیاورند. آنها شبانه نزدیک شریعه شدند اما عمرو بن حجاج و یارانش قصد ممانعت از رسیدن آنها به شریعه را داشتند که حضرت عباس و همراهانش آنها را عقب رانده و خود را به شریعه رساندند و مشک‌ها را پر از آب کردند. در حین بازگشت از شریعه عمرو بن حجاج و یارانش، بر آنان هجوم بردند. عباس و دیگر سوارکاران راه را بر دشمن بستند تا پیاده‌نظام‌ها آب را به اردوگاه رساندند.
هنگامی که کاروان حسینی در کربلا بودند، دشمن برای حضرت عباس و برادرانش دو امان‌نامه آوردند.
امان‌نامه عبدالله بن ابی‌محل
وقتی شمر بن ذی‌الجوشن نامه جنگ با امام حسین(ع) یا تسلیم شدن وی را از ابن زیاد گرفت، هنگام خروج از قصر عبدالله بن ابی‌محل برادرزاده ام‌البنین از همراهان شمر، از عبیدالله بن زیاد برای پسرعمه‌های خود عباس و برادران او امان‌نامه‌ای گرفت و آن را از طریق مولای خود به اردوگاه امام حسین برای فرزندان ام البنین فرستاد. وقتی فرستاده او بر عباس و برادرانش وارد شد به آنها گفت: این امان‌نامه را دایی شما برایتان فرستاده است. آنها در پاسخ گفتند: به دایی ما سلام برسان و بگو ما نیاز به امان‌نامه نداریم، امان خداوند برای ما بهتر از امان‌نامه إبن سمیه است.
امان‌نامه شمر ذی‌الجوشن
شب نهم محرم، شمر مقابل اصحاب حسین(ع) ایستاد و گفت: پسران خواهرم کجایند؟! عباس، جعفر و عثمان از خیمه بیرون آمده و گفتند: چه می‌خواهی؟ شمر گفت: شما در امان هستید. آنها گفتند: اگر تو دایی ما هستی خدا تو و امان‌نامه‌ات را لعنت کند. تنها برای ما امان‌نامه آوردی و پسر پیامبر را رها کردی.
ابن اعثم (درگذشت ۳۱۴ق) در گزارشی این‌گونه نقل کرده است: وقتی شمر پسران ام‌البنین را صدا زد، حسین به برادرانش گفت: جواب او را بدهید، هر چند فاسق باشد، زیرا او از دایی‌های شماست. حضرت عباس و برادرانش به شمر گفتند: چه می‌گویی؟ شمر گفت: ای فرزندان خواهرم! شما در امانید. خودتان را با حسین به کشتن ندهید و از امیرالمؤمنین یزید اطاعت کنید. در این هنگام عباس بن علی گفت: مرگ بر تو ای شمر! خدا تو و امان‌نامه‌ات را لعنت کند؛ ای دشمن خدا! آیا به ما می‌گویی از دشمن اطاعت کنیم و دست از یاری برادرمان برداریم؟!
گزارشی دیگر توسط ابن کثیر (درگذشت ۷۷۴ق) برخلاف بسیاری از متون کهن، این‌گونه نقل شده است: برادران حسین به شمر گفتند: اگر به ما و برادرمان حسین امان می‌دهی، ما نیز امان‌نامهٔ تو را قبول می‌کنیم و گرنه ما نیازی به امان‌نامه‌ات نداریم. ولی ظاهراً گزارش‌های ابن کثیر و ابن اعثم به‌خاطر تأخر زمانی و محتوای آن، قابل تأمل و برخلاف گزارش کتب کهن است.
بر اساس گزارش‌های تاریخی، حاصل ازدواج امام علی(ع) با ام‌البنین، چهار پسر به نام‌های عباس، جعفر، عبدالله و عثمان بود. و حضرت عباس عصر عاشورا برادران خود را تشویق به مبارزه کرد.
در گزارشی که شیخ مفید (درگذشت ۴۱۳ق)، طبرسی (درگذشت ۵۴۸ق)، ابن‌نما (درگذشت ۶۴۵ق) و ابن‌حاتم (درگذشت ۶۶۴ق) نقل کردند: عباس به برادران مادری خود عبدالله، جعفر و عثمان گفت: ای فرزندان مادرم! به میدان بروید تا من شما را مشاهده کنم [چگونه در راه خدا به شهادت می‌رسید]؛ من شما را برای خدا و رسولش نصیحت کردم، چرا که شما فرزندی ندارید. به گفته محمدعلی اُردوبادی علت اینکه حضرت عباس برادرانش را زودتر به میدان فرستاد شاید آن باشد که اجر تجهیز آنان برای جهاد و همچنین اجر صابران بر شهادت برادر را ببرد.
بر اساس گزارش دیگری که ابومخنف (درگذشت ۱۵۷ق) و طبری (درگذشت ۳۱۰ق) نقل کرده‌اند حضرت عباس عصر عاشورا به برادران مادری‌اش گفت: ای فرزندان مادرم به میدان بروید تا من از شما ارث ببرم، زیرا شما فرزندی ندارید، آنها نیز چنین کرده و به شهادت رسیدند. اما این گزارش را نادرست می‌دانند، زیرا در آن وضعیت عباس می‌دانست که کشته می‌شود و ارث خواستن معنا ندارد. همچنین این گزارش با قانون ارث نیز ناسازگار است، زیرا با وجود ام‌البنین و اینکه برادران حضرت عباس زن و فرزندی نداشتند، ارث به حضرت عباس نمی‌رسید، بلکه ام‌البنین وارث فرزندان خود می‌شد.
بنابر نوشته محمدحسن مظفر نظر اکثریت مورخان آن است که عباس(ع) قطعاً در روز ۱۰ محرم شهید شده است. مظفر دو قول دیگر هم مبنی بر شهادت در روزهای هفتم محرم و نهم محرم ذکر کرده و آنها را ضعیف و بسیار نادر دانسته است.
گزارش‌های مختلفی از نبردهای عباس(ع) در روز عاشورا و چگونگی شهادت او نقل شده است. بر اساس نقل برخی منابع، عباس تا شهادت آخرین نفر از اصحاب امام حسین و بنی‌هاشم به میدان نرفته است.
به گفته شیخ مفید، امام حسین و عباس بن علی با هم به میدان رفتند، ولی سپاه عمر سعد بین این دو حائل شدند. امام حسین زخمی شد و به خیمه برگشت و عباس به تنهایی جنگید تا جایی که به شدت زخمی شد و دیگر توان رزم نداشت. در این حال زید بن ورقاء حنفی و حَکیم بن طٌفَیل سِنبِسی او را کشتند. شیخ مفید جزئیات دیگری نقل نکرده است. در مقتل ابی‌مخنف نیز جزئیات شهادت حضرت عباس نقل نشده است. به نقل بَلاذُری در اَنْساب الاَشراف، برخی می‌گویند حرملة بن کاهل با گروهی، هر کدام به عباس ضربه‌ای زدند و او را کشتند. در روایتی از امام باقر(ع) و در زیارت ناحیه غیرمشهور، یزید بن رُقاد وَ حَکِیم بن طُفَیلِ طائِی به عنوان قاتلان حضرت عباس ذکر شده‌اند.
بر اساس برخی دیگر از منابع، پس از شهادت همه اصحاب و خاندان بنی‌هاشم، عباس قصد کرد تا برای خیمه‌ها آب بیاورد. او به سمت شریعه فرات حمله کرد و توانست از بین نگهبانان شریعه خود را به آب برساند. در راه برگشت، دشمن به او حمله کرد. او در نخلستان با دشمن نبرد می‌کرد و به سمت خیمه‌ها می‌رفت که زید بن ورقاء جهنی از پشت نخلی بیرون پرید و ضربه‌ای به دست راستش وارد کرد. عباس شمشیر را به دست چپش گرفت و به نبرد با دشمن ادامه داد. حکیم بن طفیل طائی که پشت درختی خود را پنهان کرده بود ضربه‌ای به دست چپش وارد کرد و بعد از آن نیز عمودی بر سر عباس وارد کرد و او را به شهادت رساند. براساس گزارش المناقب و المثالب، روز عاشورا، دست و پاهای عباس را قطع کردند.
بر اساس گزارش خوارزمی، وقتی عباس(ع) شهید شد امام حسین(ع) بر نعش برادر حاضر شد، به شدت گریه کرد و فرمود: اَلآنَ اِنکَسَرَ ظَهری وَ قَلَّت حیلَتی: اکنون کمرم شکست و چاره‌ام اندک شد. با این حال خوارزمی عباس را آخرین کسی نمی‌داند که به میدان جنگ رفته است.
در منابع سن عباس هنگام شهادت ۳۴ سال ذکر شده است.
اي اهل حرم منتظر یار نمانید
چشمان بـه ره مشک علمدار نمانید
با خون جگر دیده بـه رخساره بشویید
دلبسته بـه دیدار دگربار نمانید
