在大革命失败的紧急关头，他坚决主张在南昌举行武装起义，并受中央派遣到九江，与李立三、谭平山、叶挺、聂荣臻等开会，分析形势，提出建议。随后，参加党的八七会议，坚决拥护会议确定的实行土地革命和武装起义的方针，被选为中央临时政治局候补委员。1928年3月赴莫斯科，出席赤色职工国际第四次代表大会，任中华全国总工会驻赤色职工国际代表。

1930年7月，邓中夏从莫斯科回到上海。不久，中央任命他为中央代表赴湘鄂西根据地，任湘鄂西特委书记、红二军团（后改为红三军）政委、前敌委员会书记、中央革命军事委员会委员，与贺龙、周逸群一起领导湘鄂西的武装斗争。1932年调回上海坚持秘密斗争，任全国赤色互济总会主任兼党团书记。

1933年5月，邓中夏在上海工作时被捕，随即被叛徒供出身份。蒋介石闻讯后亲自过问，并令立即将邓中夏押往南京国民党宪兵司令部监狱。在狱中，他以共产党员的坚定信念和钢铁意志，挺住了敌人金钱厚禄的利诱和严刑拷打的摧残。他对狱中地下党支部负责人说：“请告诉大家，就是把邓中夏的骨头烧成灰，邓中夏还是共产党员。”

1933年9月21日，在南京雨花台刑场，邓中夏高呼着“打倒国民党反动派！”“中国共产党万岁！”“全世界无产阶级联合起来！”口号英勇就义，时年39岁。

邓中夏烈士虽然远去，但党和人民没有忘记他。如今，在位于宜章县城的中夏公园里，邓中夏铜像伫立其中，目视远方，而距离铜像十多公里外的邓家湾更是面貌一新，宽敞的公路，干净的巷道，还有闪亮的太阳能路灯……慕名前来瞻仰的游客，不仅为邓中夏的革命事迹所深深感动，也为邓中夏故乡的发展变化交口称赞。

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