林育南等被捕的消息传来后，王明说：这是早就预料到的，这是他们咎由自取，是他们反党反中央的必然结果。同时，他还指示狱中的党支部不准将何孟雄等编入党组织。但是，这些误解并没有动摇林育南等人的信念，他们在狱中仍关心党和革命的命运。何孟雄被捕后，主动与狱中的地下支部联系，争取编入组织，并和林育南、李求实等人坚持给党中央写信，反对王明的“左”倾教条主义。

此外，在狱中面对当局的多次提审，林育南等表现出了共产党人大无畏的英雄气概。面对敌人的挑拨和利诱，何孟雄说：“革命队伍出现叛徒固然可恨，但叛徒再多，不能影响革命。今天叛徒出卖了我，明天将会有千百个革命的后来人。”李求实则说：“共产党人都是千锤百炼用纯钢打成的人。这样的人，你们永远杀不完。我们的良心和灵魂，永远属于我们的党。”欧阳立安是狱中年龄最小的，但这不能成为他实现理想的阻碍。面对敌人的诱降，他说：“共产主义是我自己的思想信仰，你们要怎么办就怎么办！我坚决信仰共产党，即使烧成了灰，还是百分之百的共产主义者，绝不变色。”事实上，当局的威逼利诱根本动摇不了林育南等人的信仰，他们在狱中表现出了崇高的革命乐观主义精神。柔石抓紧时间向殷夫学习德文，并和胡也频、殷夫等人积极收集狱中材料，准备写诗、写小说。胡也频虽知死亡就在眼前，却毫不动摇，还向难友们建议：花几个钱请理发师理理发。他幽默地说：“就义后拍起照也可威武些。”而何孟雄住的牢房则成了辩论的场所，大家在里面热烈地讨论理论问题。欧阳立安虽然年龄最小，却是狱中最活泼的一个，他经常在狱中唱《国际歌》，以此来鼓励狱友。

经过22天的斗争，当局面对林育南等人的不屈只能无功而返。无计可施的情况下，他们决定杀害其中的24位共产党人。1931年2月7日晚，看守长亲自点名带人，并诡称要将点到名的24位共产党人押解至南京。林育南、何孟雄等被点到名时非常坦然，他们提着脚镣，一一跟狱中其他人道别。他们知道，最后的时刻到了。之后，这24位共产党人被押解至军法处，他们与敌人展开了最后的斗争，怒吼声、铁镣的撞击声充斥着整个敌军法处，军法处顿时大乱。最后，宪兵不得不手忙脚乱的将这24位共产党员拖出军法处，押至刑场。这时，躲在屋子里的宪兵从窗口伸出了罪恶的枪口，一阵枪响，林育南等高喊着：“中国共产党万岁”，“中国革命成功万岁”的口号倒下了。烈士的遗体当夜就被敌人扔进旁边一个早已挖好的大坑掩埋起来。