Trước đó, T.Ư Đoàn cũng đã truy tặng Huy hiệu Tuổi trẻ dũng cảm cho anh Liêm. Tháng 2/2006, anh Liêm tình nguyện đi nghĩa vụ quân sự, sau đó được điều về công tác tại Đại đội 16, Tiểu đoàn 741, Lữ đoàn công binh 25, Quân khu 7 với cấp bậc binh nhì.
Trong lúc tham gia thi công hoàn chỉnh mặt bằng công trình Thủy điện Đồng Nai 3 (thuộc địa bàn tỉnh Đắk Nông), phát hiện quân nhân Đèo Lê Anh Vũ bị nước lũ cuốn, bất chấp hiểm nguy, Ngọc Liêm cùng Vũ Hồng Kiên lao theo, vật lộn với dòng nước chảy xiết để cứu đồng đội.
Do nước trên nguồn đổ về ngày càng mạnh nên cả ba bị lũ cuốn trôi và đã hy sinh lúc 11 giờ ngày 26/8/2006.