1930年，中共徐海蚌特委重建，陈理真任特委宣传部长，积极推动当地工人运动、农民运动的发展。1931年，陈理真调任中共长淮特委（蚌埠特委）书记、江苏省委特派员。同年6月，调任中共上海沪东区委书记。

　　1932年，陈理真调中共江苏省委组织部工作。10月，党组织决定派陈理真、秦雅芬到苏联学习。临出发前的一天深夜，被叛徒出卖在徐州被捕，陈理真在狱中受尽各种酷刑，但他坚守自己的信念。面对敌人的威胁和利诱，陈理真义正词严地痛斥他们：“一个真正的共产党员的心，叛徒是永远理解不了的”“我决不会当叛徒”。1932年11月，陈理真血洒雨花台，牺牲时年仅25岁。