1926年春，季步高根据党的指示，从黄埔军校中途退学，转到中华全国总工会省港罢工委员会工人纠察大队，专门负责训育处工作。1927年4月12日，蒋介石在上海制造了四一二反革命政变。季步高临危受命，担任中共广州市委委员，负责秘密组织工人武装队伍。同年11月，中共广东省委根据党中央指示，决定举行广州起义，季步高协助做了大量准备工作。起义期间广州第一个工农民主政府——广州苏维埃政府在炮火中诞生，季步高被委任为苏维埃军事委员会军械处处长。由于敌我力量悬殊，广州起义不幸失败。季步高按照党的指示，转赴香港。

　　1928年4月13日，季步高当选为中共广东省委候补委员，并继续在广州开展地下工作。7月，去香港向省委汇报和请示工作时，不幸被港英当局逮捕，遂被引渡回广州反动当局。在狱中，他受尽了敌人的残酷刑讯和拷打折磨，但他视死如归，始终保持了共产党员宁死不屈的崇高气节。1928年冬，季步高就义于广州红花岗，牺牲时年仅22岁。