Sugeng lalu berangkat ke Lapangan Terbang Komoro di Kota Dili. Dia kemudian menerbangkan pesawat helikopter jenis Bolkow 105 dengan mengangkut logistik yang diminta satuan Kopassus.
Saat penerbangan menuju Kota Same tanpa ada gangguan, meski melewati daerah-daerah yang dikuasai Fretilin. Tetapi sewaktu dia melakukan manuver approach, yaitu pendekatan untuk mendarat di landing spot yang telah disediakan, dia menerima berondongan peluru dari pasukan Fretilin yang mengepung Kota Same.
Beberapa peluru menembus badannya, namun Kapten Sugeng tetap terus melakukan gerakan untuk mendaratkan helikopter. Setelah dapat mendarat, Kapten Sugeng jatuh lunglai dan kemudian gugur kehabisan darah.
Pengorbanan Kapten Sugeng yang pantang mundur tak sia-sia. Pasukan Kopassus akhirnya memeroleh amunisi yang dibawa dalam helikopter sehingga mampu melancarkan serangan balik terhadap gerombolan Fretilin.
Atas dedikasi dan kepahlawanannya, Kapten Marinir Sugeng Hardjotaruno dianugerahi Bintang Sakti berdasarkan Keppres Nomor 069/TK/TH 1978 tanggal 14 Desember 1978. Pangkatnya pun dinaikkan menjadi Mayor Marinir Anumerta.
Saat ini namanya diabadikan menjadi nama "Kesatrian Marinir Sugeng Hardjo Taruno" Markas Komando Puslatpur Marinir 05 Baluran, Situbondo, Jawa Timur.