Cuối năm 1945, Phạm Hồng Sơn được cử đi học Trường quân chính đầu tiên, khóa đào tạo những cán bộ nòng cốt cho quân đội. Anh được giữ lại trường làm giáo viên và trở thành Đảng viên Đảng Cộng sản Việt Nam năm 1947. Sau những trận chiến đấu tại Cầu Đuống tháng 2.1947, rồi Bản Thị, Đầm Hống, Bắc Kanj trong Chiến dịch Thu Đông 1947 tại Việt Bắc, tháng 2.1948, anh về công tác tại Bộ Tổng tham mưu và tháng 8.1948 tham gia phái đoàn quân sự do Trung ương cử vào Nam công tác.
Phạm Hồng Sơn những ngày điều trị trong bệnh viện (Ảnh tư liệu)
Sau một thời gian, Phạm Hồng Sơn được đề bạt làm Tiểu đoàn trưởng Tiểu đoàn 307 - Tiểu đoàn Anh hùng - Một Tiểu đoàn nổi tiếng nhiều phen làm quân Pháp thời đó phải bạt vía kinh hồn. Nhà thơ Nguyễn Bính từng chiến đấu tại tiểu đoàn này đã viết bài thơ, sau đó được phổ nhạc và trở thành bài hát có rất nhiều người yêu thích: “Ai đã từng qua Cửu Long Giang, Cửu Long giang sông tràn nước xoáy, ai đã từng nghe tiếng tiểu đoàn, tiếng tiểu đoàn 307, đánh đâu được đấy…”. Tại Tiểu đoàn 307, Phạm Hồng Sơn đã cùng đồng đội lập nên nhiều chiến công. Nhưng không may trong trận cuối cùng chống giặc càn tại Long Châu Hà, anh bị thương do dính mảnh đạn vào cột sống.
Trong lúc mê man, Phạm Hồng Sơn thấy vòm trời đen thẫm một cách kỳ lạ, những ngôi sao lấm tấm đung đưa. Tiếng cáng cọt kẹt, tiếng người thở và văng vẳng tiếng đại bác ầm ì nơi đâu. Đồng đội Tiểu đoàn 307 chuyển anh từ cáng qua xuồng và kéo đi trên những cánh đồng sình lầy miền Tây Nam Bộ. Đó là trận đánh cuối cùng của Phạm Hồng Sơn – Tiểu đoàn trưởng Tiểu đoàn 307 ngay trước ngày ký Hiệp định Giơ ne vơ trên quê hương miền Nam thân yêu.
Ra miền Bắc, anh được điều trị tại Quân y viện 103. Liệt nửa người, đại tiểu tiện không làm chủ, thường xuyên sốt cao và chịu những con đau buốt giằng xé, lở loét nửa thân dưới, đó là một cuộc sống nặng nề. Và điều đau đớn hơn là người mẹ già từ vùng quê Thanh Oai đã tiễn anh lên đường thuở nào, nay mẹ chỉ biết khóc khi đến thăm anh. Lâu lâu lại có một người bạn là đồng đội 307 trong sắc phục người lính đến bắt tay anh thật chặt để tạm biết trước khi lên đường đi xa. Miền Nam thân yêu rực lửa đấu tranh ngày ấy luôn kệu gọi những người con anh dũng trở về.
Phạm Hồng Sơn nằm đó, bất động. “Phải làm gì đây để những ngày tháng còn lại không vô ích?”. Trong phòng “cột sống” anh nằm điều trị đã có những người không chịu nổi sự hành hạ về thể xác, bí mật cắt ven tay, chọn giải pháp tiêu cực.
Rồi một lần, đồng chí Chính ủy Cục Quân y tới thăm. Ông gợi ý anh em có thể tự học ngoại ngữ tạo niềm vui trên giường bệnh và khỏi bỏ phí thời gian. Cả phòng hưởng ứng, lao vào học. Mới đầu, ai nấy hăm hở như nuốt chửng từng chữ. Được vài tuần, lần lượt bỏ hết. Riêng Phạm Hồng Sơn là trụ được. Từ sáng sớm đến chiều tối, với một ngọn đèn dầu tù mù, mỗi ngày anh Sơn học thuộc 40 từ, sau nâng lên 50, 60 từ. Ngày bây giờ như ngắn lại, không lê thê như trước. Tư tưởng bi quan không còn chỗ đứng. Nhưng càng học càng thấy khó, cứ như lạc vào rừng. Anh em thương binh quý mến gọi đùa anh là “Sơn nhe nhẹt” vì anh hay nói từ tiếng Nga “nhe”, “nhét”.
Trong những ngày miệt mài trên trang sách, bệnh tật vẫn không buông tha anh. Ngoài những cơn đau buốt ở hai chân thì nạn bài tiết không làm chủ đã hành hạ anh hơn cả. Có những ngày táo bón, y tá phải mang anh đi thụt hàng chục lít nước. Rồi lúc đi lỏng, cơn sốt tăng vọt, chân như điện giật, miệng nôn mửa, phân nước tháo ra liên tục. Lau chùi đến mỏi tay vẫn không hết mùi hôi, mãi sau mới phát hiện phân dính lên cả đầu, cả cổ.
Cuối cùng Phạm Hồng Sơn đã có thể đọc những trang sách tiếng Nga đầu tiên. Rất chậm. Cả ngày được vài trang. Phải tra từ điển thường xuyên. Nhưng mỗi trang mang lại một niềm vui mới mẻ cho anh.
Mùa Đông năm ấy, trời rét như cắt. Tất cả các cửa sổ đều dán giấy che chắn kín mít. Trong phòng tối mò mò, Sơn khoét một lỗ nhỏ ở vách. Qua làn ánh sáng mờ mờ, anh tiếp tục đọc và tập dịch. Rồi những truyện dịch đầu tay của người thương binh nặng được in và bày bán: “Lời hứa danh dự”, “con dao của người chiến sĩ”, “Tiếng trống trận”. Những ngày này, Sơn đã ghi vào nhật ký dòng chữ “Trở về đồng đội”. Anh tiếp tục dịch “Đội cận vệ thanh niên”. Khi chuyển đến nhà xuất bản, rất tiếc nó đã được người khác dịch rồi. Không nản chí, Sơn chọn và dịch những tác phẩm nổi tiếng khác “Con người hãy cảnh giác”, “Đội dự bị của tướng Păng – phi – tốp”, “Ngày và đêm”, “Suối thép”… Thành công của thương binh Phạm Hồng Sơn ngay lập tức gây tiếng vang lớn, được coi như một tấm gương về tinh thần lạc quan, ý chí quyết thắng của người chiến sĩ cách mạng. Hàng loạt bài báo đã đăng, trên Tiền Phong, Quân đội nhân dân giới thiệu anh, tổ chức thảo luận, học tập Phạm Hồng Sơn. Những thương binh, người tàn phế, biết anh qua báo chí đã trở lại yêu đời, lao vào cuộc sống. Báo Tin tức (Liên Xô cũ) tháng 2.1963 có bài viết về Phạm Hồng Sơn trên trang nhất với nhan đề “Paven Coocsaghin của Việt Nam”. Cũng trong thời gian này, Hồ Chủ tịch gửi tặng Huy hiệu của Người khi biết tấm gương nghị lực phi thường của anh.
Đồng chí Lê Đức Thọ, Thủ trưởng trực tiếp của Phạm Hồng Sơn ở mặt trận phía Nam cũng đến thăm anh bên giường bệnh và động viên nhiều.
Một ngẫu nhiêu thú vị, Platon Thành, một người Nga từng là chiến sĩ của Tiểu đoàn 307, lúc đó đang làm phát thanh viên cho Chương trình tiếng Việt tại Đài phát thanh Moscow, đã đọc trên làn sóng điện bài báo nói về “Paven Coocsaghin Việt Nam Phạm Hồng Sơn”. Anh xúc động khi biết tin về người tiểu đoàn trưởng cũ của mình. Anh Thành viết thư hỏi thăm và động viên, thư có đoạn viết: “Tôi mãi mãi tự hào vì đã từng là người lính dưới quyền chỉ huy của anh”.
Hầu hết tiền nhuận bút anh Sơn gửi tặng đồng bào miền Nam, các chiến sĩ hải đảo, bệnh viện, nhà trẻ, trường học…
Tháng 9.1967, khi biết không qua khỏi, anh mời đại diện Đảng ủy, Ủy ban xã từ quê nhà tới bên giường bệnh, trao món quà 800 đồng là tiền nhuận bút cuối cùng để góp phần xây dựng quê hương. Chiều 21.9.1967, Phạm Hồng Sơn trút hơi thở cuối cùng.
Hiện tại phần mộ của Phạm Hồng Sơn đặt tại nghĩa trang xã Phương Trung, huyện Thanh Oai (Hà Nội). Bà con nhân dân trong xã rất mong nay mai sẽ có một con đường mang tên anh chạy qua xã để kỷ niệm tên tuổi của người con đã cống hiến tuổi trẻ của mình cho Tổ quốc và nhân dân đến hơi thở cuối cùng.