教堂邀请他加入同盟会。加入同盟会后，李炳辉积极推广革命和影响华侨支持孙中山的革命事业。来自霹雳州的余东雄和郭继枚慕名而来，三人结为异姓兄弟，誓要驱除鞑虏。当时李炳辉只有19岁，郭继枚18岁，余东雄17岁。1911年，李炳辉年仅20岁，他决意参加广州起义，途经香港时接到母亲劝他不要去冒险的信件，但他却写下绝笔诗。起义时，他随黄兴进攻两广总督衙门署，至高第街战死。为七十二烈士中唯二有后裔的人。
纪念.位于中国广东省肇庆市封川县平凤镇平岗村的李炳辉烈士祠、烈士故居现为肇庆市文物保