12 сентября 1941 года она совершала свой третий вылет за день. Над Ромнами два советских самолета были атакованы семью Me-109. Один из самолетов сразу был поврежден и вышел из боя.
Зеленко осталась одна, но смогла сбить один из немецких истребителей, а потом, когда закончился боезапас, таранила другой «мессер». Воздушный таран – мероприятие опасное. Екатерина Ивановна погибла.
Она стала первой и единственной женщиной в мире, совершившей воздушный таран. Кстати, она еще и единственная женщина лётчик участвовавшая в советско-финской войне.
В 1941 году награды раздавали скупо, армия отступала, было не до признаний заслуг, особенно тех, кто уже погиб. Поэтому заслуженное звание Героя Советского Союза (посмертно) старшему лейтенанту Екатерине Ивановне Зеленко присвоили только 5 мая 1990 года.