世炎被派往上海与周恩来领导上海工人武装起义，配合国民革命军北伐。1927年四·一二事件后，留在上海从事中共地下活动。7月2日，赵世炎在虹口北四川路志安坊109号住所被捕。7月19日，在上海枫林桥被处决。
家庭.赵世炎的妹妹赵君陶，嫁给李硕勋。其子即日后任中华人民共和国国务院总理的李鹏。所以赵世炎是李鹏的舅父。