返回其在小沙渡路的住所时，被陈立夫与顾顺章布局的国民党特务人员和租界巡捕抓获，后被押往嵩山路巡捕房，又被转到卢家湾巡捕房政治部。中午12点，周恩来、王明、博古在聂荣臻家开会，得知被捕。被捕后，周恩来、陈赓等人商议营救向忠发，向杨度送去五万元银行存折，求杜月笙营救。但两小时后，杨度退回五万元存折，杜月笙称是南京直接派人来捕获无法救回。6月23日，向忠发被国民政府方面引渡，押解到位于龙华的淞沪警备司令部。被捕后，随即供出陈琮英（任弼时之妻）和杨秀贞的住址，两人随后被捕。之后供出恒吉里1141号中共秘密机关，