4月6日上午10時半，張作霖派出憲兵和警察各百名、便衣警察150名，闖入東交民巷蘇聯使館所屬之遠東銀行、庚子賠款委員會，以及中東鐵路管理局駐京辦事處，進行大搜捕。這一天，正是清明，天氣非常溫和。李大釗的夫人領小女兒炎華去兵營那邊散步，大女兒星華坐在外間的長木椅上看報，李大釗則在裏間屋裏伏案寫字。突然，外邊響起了尖厲的槍聲，星華有些驚慌，李大釗鎮定自若，告訴女兒別怕，便領著星華來到院裏，進入一間僻靜的小屋。不一會兒，憲兵、偵探與警察蜂擁而人，並帶來了前些天被捕的閻振山。敵人指著李大釗問閻振山認識否，閻振山搖頭說不認識。敵人獰笑著說："你不認識？我可認識他！"於是，李大釗及其夫人、女兒全部落在了敵人手中，同時被捕的還有其他共產黨員、國民黨左派人士等，總共60多人。
李大釗的被捕，在社會上激起了強烈的反響，各階層愛國人士紛紛譴責奉係軍閥的暴行，一致呼籲釋放李大釗等人。北方鐵路工人立即組織了劫獄隊。決心不惜一切代價，營救李大釗。李大釗得知後，不願同誌們做這種無益的犧牲，便勸阻了這次行動。廣大的青年學生和教師，也紛紛起來奔走營救。4月9日，北京9所國立大學的校長開會討論營救辦法，派出北大校長餘文燦、師大校長張貽惠，代表九校師生，於10日向張學良提出五點意見。其中有一條談到："李大釗係屬文人，請交法庭依法審訊；李大釗之兩女，請即釋放。"4月12日，北京25所大學的校長又召集會議，進一步討論營救辦法。推定法大、朝大、北大法律係教員對於東交民巷事件，根據學理發表一建議書，希望奉方取寬大主義，一並交法庭審辦。駐在陝西的國民軍也發出通電，警告北京政府不得殺害李大釗。與此同時，楊度、章士釗等人也為營救李大釗四處奔走。
由於社會輿論的壓力和各界的營救，北京政府對迫害李大釗等革命者有所顧忌，內部產生了分歧，張作霖對殺害李大釗等也開始了動搖遲疑。但正在此時，蔣介石在上海發動了"四一二"反革命政變，並致電張作霖，主張將所捕黨人速行處決，以免後患。此外，奉係軍閥張宗昌也從山東前線拍來電報，謂李大釗是北方革命領袖，必須處決。在反動勢力的慫恿下，張作霖決定迅速處決李大釗等人。
李大釗不愧是中國共產黨的優秀戰士，雖然身陷囹圄，受盡折磨，仍不動搖革命意誌。在敵人的嚴刑逼供下，李大釗始終堅貞不屈，嚴守黨的機密。在就義之前所寫的《自述》中，李大釗慷慨陳詞，重申了自己的革命抱負，痛斥帝國主義侵略中國的罪行，表達了為爭取祖國的民族獨立和人民的民主自由而奮鬥的政治主張。
4月28日，張作霖懾於李大釗的威望，不敢公開審判，而是在警察廳南院偷偷摸摸導演了一場"軍法會審"，倉促宣布判處李大釗等20人死刑。隨後，便秘密地將李大釗等用6輛汽車拉到西交民巷的看守所執行絞刑。下午2時，李大釗第一個走上絞刑台。他仍然穿著那件灰色棉袍，麵不改色，從容鎮定。他為中國人民的解放事業，貢獻出了寶貴的生命，終年38歲。與李大釗同時就義的還有：譚祖堯、鄧文輝、謝伯俞、莫同榮、姚彥、張伯華、李銀連、楊景山、範鴻劫、謝承常、路友於、英華、張挹蘭、閻振山、李昆、吳平地、陶永立、鄭培明、方伯務等19名烈士。
上海"四一二"反革命政變
3月，隨著上海工人第三次武裝起義的勝利，以蔣介石為代表的國民黨右派集團也加緊了反共步伐。3月26日，蔣介石到達上海，隨即與在上海的國民黨右派分子、資產階級頭麵人物和上海的青紅幫首領打成一片，謀劃反共清黨。
月1日，上海資產階級向蔣介石提供資金300萬元用於反共活動。上海青紅幫首領黃金榮、杜月笙、張嘯林等秘密組織了"中華共進會"，準備對付中共領導的工會組織。4月2日，在上海的國民黨中央監察委員吳稚暉、張靜江、蔡元培、李石曾、古應芬等人召集了所謂的國民黨中央監察委員會全體緊急會議。會上，吳稚暉提出了"致中央監察委員會請查辦共產黨函"，稱"現在漢口中央執行委員會為共產黨及附和共產黨之各員奉俄國共產黨煽動員鮑羅廷而盤踞"，因此，"舉凡中央執行委員會叛逆有據之共產黨及附逆委員，應予查辦"。會議最後決定，"照吳委員所擬辦法，備文谘送中央執行委員會"。會後，吳稚暉等人即以中央監察委員會名義谘文國民黨中央委員會，要求對他們開列的190餘名共產黨員和革命分子，給以"非常緊急處置"，"就近知照公安局或軍警暫時分別看管監視"。
就在所謂的國民黨中央監察委員會開會之際，為"複職"回國的汪精衛到達上海。為了拉攏汪精衛一起反共，蔣介石偕在滬的國民黨中央執監委員於4月2日拜會了汪精衛，並於4月3日發表了擁汪通電，聲稱他以後要"獨司軍令"，"所有軍政、民政、財政，皆須在汪主席指揮之下，完全統一於中央"。從3日到5日，蔣介石、吳稚暉等多次與汪精衛密談，策劃"清黨反共"。但在是否立即反共問題上，蔣、汪存有分歧。蔣介石要求立即反共，汪精衛則認為時機尚未成熟，建議召開國民黨二屆四中全會解決。