１９３１年５月，吉国桢任中共河南省委书记。在严酷的白色恐怖下，他不避艰险，整顿各地党团组织，领导党团组织深入基层，发动农村游击战争，在敌军部队中策动兵变，组织城市工人罢工，有力地回击了国民党反动派的屠杀政策。吉国桢还很重视兵运工作，担任河南省委书记伊始，就根据了解到的情况，向党中央建议开展对国民党二十六路军的兵运工作，并派遣一位在二十六路军中有广泛关系的干部到该军进行策动工作，为促成宁都起义做出了贡献。吉国桢还指导省委宣传和组织部门先后出版了《中州时事》《中州新闻》《群众周刊》《党的建设》等刊物，揭露军阀罪行，宣传红军作战的胜利及各地群众斗争的情况，加强了对党员和群众的教育。
１９３１年，九一八事变爆发后，吉国桢在河南领导成立抗日组织，展开抗日救亡运动。是年冬，吉国桢积劳成疾，一度半身瘫痪，卧床不起。经过治疗，病情稍愈，他又投入紧张的斗争。
经过吉国桢和战友们的努力，遭受严重破坏的河南党组织迅速得到恢复和发展，党员由几百人发展到２３００多人，遍布全省９０多个市、县，成立了开封、郑州两个市委，豫南和豫北两个特委，许昌、洛阳等５个中心县委，临颍、舞阳等３个县委，孝义、淮阳和军事学校等２０多个特别支部。
１９３２年７月下旬，因叛徒告密，吉国桢在郑州被捕，后被押往开封。在狱中，敌人妄图从他口中得到党组织的秘密，对他威逼利诱，严刑拷打。原本就有伤病在身的吉国桢被打得遍体鳞伤，但他始终坚贞不屈，敌人未能得到任何口供。８月２２日凌晨，吉国桢与１３位同志一起，高呼着“中国共产党万岁！”“中国革命万岁！”的口号，高唱着《国际歌》，大义凛然地走向刑场，英勇就义，时年３３岁。
英雄已逝，但他的精神巍然常存。在吉国桢的家乡，人们依然传颂着他的英雄事迹。
