شب عاشورا، امام حسین(ع) به اصحاب فرمود: فردا همه‌ی شما کشته خواهید شد، قاسم(ع) نزد عمویش آمد و عرض کرد: عمو جان من هم فردا کشته خواهم شد؟ اامام او را به سینه‌اش چسباند و فرمود: مرگ در نظر تو چگونه است؟ قاسم(ع) جواب داد: از عسل شیرین‌تر است.
امام به او فرمود: تو بعد از بلایی عظیم کشته می‌شوی و عبدالله شیرخوار هم شهید می‌شود. روز عاشورا قاسم(ع) خود را آماده‌ی جنگ کرد و به حضور امام حسین(ع) آمد تا از او اجازه‌ی جهاد بگیرد، امام او را در آغوش گرفت و مدتی با هم گریه کردند، سپس قاسم(ع) اجازه طلبید و امام به او اجازه نمی‌داد. هرچه آن امامزاده‌ی بزرگوار در اجازه‌ی جهاد، مبالغه می‌کرد، حضرت مضایقه می‌فرمود تا آنکه بر پای عموی خود افتاد و چندان بر آن بوسه زد و گریست تا از امام اجازه گرفت.
بعضی نقل می‌کنند که امام حسین(ع) هنگام روانه کردن قاسم(ع) به میدان، عمامه‌اش را دو نصف کرد نیمی از آن را مانند کفن بر تن قاسم(ع) نمود و نیمی دیگر را بر سر قاسم(ع) بست. شاید اینکه در سخن حمیدبن مسلم چهره‌ی قاسم(ع) به نیمه‌ی قرص ماه تعبیر شده از این رو بود که پارچه‌ی عمامه نیمی از صورت او را پوشانده بود.
آنگاه حضرت قاسم(ع) به سوی میدان رفت و در حالیکه اشک بر گونه‌های مبارکش روان بود فرمود: اگر مرا نمی‌شناسید، من قاسم پسر حسن(ع) و نوه‌ی پیامبر(ص) هستم که برگزیده‌ای از سوی خداوند است، این عمویم حسین(ع) است که مانند اسیران، گروگان گرفته شده و در بین مردم گرفتار شده است. خدا این مردم را از باران رحمتش سیراب نسازد. سپس کارزار سختی نمود، به طوری که با آن کمی سن، تعدادی از دشمنان را کشت.
من نایب مجتبی هستم ((س)) رزمندة کربلا هستم
جای پدر می‌کنم غوغا زنده کنم یاد حیدر را
عمو حسین ای حسین جانم
در باغ زهرا گل یاسم شاگرد ممتاز عباسم
رزم نمایان نمودم من جان عمو را ربودم من
عمو حسین ای حسین جانم
حمیدبن مسلم نقل می‌کند: پسری را دیدم که برای جنگ از خیمه‌ها بیرون آمد، گویی رخسارش همچون پاره‌ی ماه بود، شمشیری در دست و پیراهن و شلواری بر تن و نعلینی در پای خود داشت که بند یکی از آنها پاره شده بود و فراموش نمی‌کنم که بند نعلین چپش بود...
سپس عمروبن سعد بن نفیل اَزُدی گفت: به خدا سوگند به این پسر حمله می‌کنم، گفتم سبحان‌الله این چه قصد و اراده‌ای است که نموده‌ای؟ این گروهی که پیرامون او را فراگرفته‌اند، برای او بس است آن مرد گفت: سوگند به خدا، بر او می‌تازم.
پس بر قاسم(ع) تاخت تا آنگاه که شمشیری بر فرق مبارک آن مظلوم زد و سر او را شکافت، حضرت قاسم(ع) با صورت روی زمین افتاد و فریاد زد: ای عمو! به فریادم برس...
منم قاسم که بر دلها امیرم به راز چشم بابایم اسیرم
نمودم آرزو من جای بابا شبیه مادرم زهرا بمیرم
***
چو دیدم رأس بابایم به پایت نمودم آرزو گردم فدایت
یتیمی را نوازش از کریمی است بیا پر کن تو جای مجتبایت
***
هرآنچه در توانم بود کردم خودت دیدی که من مرد نبردم
علمدارت چو رزمم دید گفتا الهی قاسمم دورت بگردم
***
ببین آزرده جان رفتم عمو جان پس از دردی گران رفتم عمو جان
ببین رزِ بنی الزهرا کزین دشت شکسته استخوان رفتم عمو جان
***
بیا ای مهربان پا بر سرم نِه به پیش جسم اکبر، پیکرم نِه
بگو بر عمه‌ام زینب که دستی به قلب بی توان مادرم نِه
حمیدبن مسلم می‌گوید: چون صدای قاسم(ع) به گوش امام حسین(ع) رسید، آن حضرت با شتاب سربرداشت و به قاسم(ع) نگاه کرد، آنگاه به عمرو حمله کرد و با شمشیری دست او را جدا نمود. عمرو فریادی کشید به طوری که لشکریان صدای او را شنیدند، سواران اهل کوفه حمله کردند تا عمرو را از دست امام رها کنند ولی همین که هجوم آوردند، بدن عمرو با سینه‌ی اسب‌ها برخورد کرد و او زیر پای اسبان لگدکوب و کشته شد. حمیدبن مسلم می‌گوید: چون گرد و غبار فرو نشست، دیدم امام بالای سر قاسم(ع) است و آن جوان در حال جان کندن می‌باشد و پای بر زمین می‌ساید. حضرت فرمود: سوگند به خدا که دشوار است بر عموی تو که او را بخوانی و او نتواند اجابت کند و اگر اجابت کند، تو را سودی نبخشد. دور باشند از رحمت خدا، جماعتی که ترا کشتند.
آیه‌های مجتبایی گشته پامال ستوران از گلاب پیکر او می‌طراود عطر ایمان
می‌کشد ناله ز سینه
ای عموی بی قرینه
تازه شد داغ مدینه
آه و واویلا عمو جان
آینه دار برادر ای خدا در خون نشسته ناله‌اش در سینه مانده سینه‌اش درهم شکسته
ره به چشمانم گرفته
دست به دامانم گرفته
داغ او جانم گرفته
آه و واویلا عمو جان
روی گلبرگ تن او شبنم از دیده ببارم قد کشیده قامتش را روی سینه می‌گذارم
قد کشیده مثل طوبی
زیر مرکب‌های اعدا
پر کشیده سوی بابا
آنگاه امام حسین(ع) قاسم(ع) را از زمین برداشت و در بر کشید و سینه‌ی او را به سینه‌ی خود چسباند و به سوی خیمه‌ها روان گشت، در حالیکه پاهای قاسم(ع) بر زمین کشیده می‌شد. سپس او را در نزد پسرش، علی‌بن‌الحسین(ع) در میان کشته شدگان اهل‌بیت خود، جای داد.
روایت شده است که امام حسین(ع) فرمود: خدایا این گروه را نابود و پراکنده گردان و هیچیک از آنها را باقی نگذار و هرگز آنان را نبخشای. ای عموزادگان من، بردباری کنید. ای اهل بیت من، شکیبایی کنید و بدانید که پس از امروز، دیگر هرگز خواری نخواهید دید.
در علاقه‌ی زیاد امام حسین(ع) به قاسم(ع)، شواهد بسیاری ذکر شده از جمله اینکه حضرت سیدالشهداء(ع) در وداع هیچیک از شهدا غش نکرد مگر در وداع حضرت قاسم(ع) و منجمله حضرت سیدالشهداء(ع) در ابتدای امر، اجازه نداد که حضرت قاسم(ع) به میدان برود مگر بعد از التماس و بوسیدن دست و پای عموی بزرگوارش. هنگامی که امام حسین(ع) ناله‌ی حضرت قاسم(ع) را شنید، با شتاب به بالین او آمد و اینگونه به بالین شهیدی نشتافته بود و وقتی به بالین قاسم(ع) آمد، لشکر را نفرین نمود.
امام حسین(ع) همانطور که صورت به صورت علی‌اکبر(ع) گذارد، وقتی که به بالین حضرت قاسم(ع) آمد سینه‌اش را به سینه‌ی او چسباند. حاصل اینکه از آنچه گفته شد، معلوم می‌شود که حضرت سیدالشهداء(ع) به حضرت قاسم(ع) و علی‌اکبر(ع) به یک نحو محبت داشت و به یک چشم نظر می‌فرمود.