1921年春，邓恩铭参与发起建立济南的共产党早期组织。同年7月，邓恩铭与王尽美作为济南中共党组织代表，赴上海出席中国共产党第一次全国代表大会，参与了中国共产党的创建。这次大会上，年仅20岁的邓恩铭是唯一的少数民族代表。

　　1922年1月，邓恩铭赴莫斯科参加共产国际召开的远东各国共产党和民族革命团体第一次代表大会，受到列宁的亲切接见。同年底，邓恩铭赴青岛，创建党组织，先后任中共直属青岛支部书记、中共青岛市委书记。

　　1925年11月，山东地方委员会机关被敌人破坏，他被捕入狱，遭受残酷折磨。后因在狱中染上肺结核，经党组织多方营救，得以保外就医。

　　1927年4月，邓恩铭赴武汉出席中共第五次全国代表大会，回山东后，任中共山东省执行委员会书记。

　　大革命失败后，邓恩铭辗转山东各地，领导党组织开展斗争。1929年1月19日，由于叛徒出卖，邓恩铭在济南再次被捕入狱。

　　面对酷刑折磨，邓恩铭咬住牙关，在狱中还领导了两次绝食斗争，组织了两次越狱斗争，使部分同志得以脱险。

　　1931年4月5日，在山东省济南市纬八路侯家大院刑场，邓恩铭身负镣铐，与其他20多名共产党员一起，高唱《国际歌》从容就义。