敌人把毛泽建从耒阳押到衡阳，后又押到衡山，使用封官许愿和酷刑拷打，想从这位共产党员、女游击队长身上获得党的重要机密和军事行动计划。面对敌人种种毒刑拷问，毛泽建无所畏惧，宁死不屈。
在狱中，毛泽建写下了“誓死为党”“毛泽东是大有希望的，革命一定会胜利”等血书表达自己对中国共产党的赤胆忠诚。1929年8月20日，毛泽建高呼“中国共产党万岁！”等口号，英勇就义于湖南衡山县马庙坪，年仅24岁。
2013年12月26日，为纪念毛泽东诞辰120周年，韶山市修建了中共韶山特别支部历史陈列馆。今年8月，陈列馆将增加毛泽东6位亲人的内容，将专题陈列展示毛泽建的事迹。
杨晓军说：“毛泽建作为毛泽东的堂妹，是一名坚定的共产主义战士，是老一辈韶山革命家的优秀代表，是韶山人民的好儿女，激励着一代又一代韶山人民不忘初心、牢记使命、奋发图强。”
