后赴日本，先后在东京立教大学和京都同志社大学学习英文。1943年7月，尹东柱因涉嫌参与朝鲜独立运动而被捕，被监禁于下鸭警察署。1944年3月，以参与反日民族独立运动为理由判处有期徒刑2年。在狱中，他受到日本人残酷迫害。1945年2月16日，尹东柱在福冈县刑务所被日本警察蹂躏迫害致死，享年27岁。其父赴福冈监狱时，先去探望了尹东柱的堂兄。狱中的宋梦奎告诉舅舅，日本狱警“老是给他注射海水，东柱也是这么死的。”尹东柱遇难21天后，宋梦奎也含恨离世。尹东柱逝世后，其遗体由其父运回出生地龙井，葬在东山墓地。