广东省委认为局势过于紧张，蔡和森不宜抛头露面，但他坚持前去。临行前对李一纯说：“下午一点前我一定回来，如果没有回来，那就是被捕了。”进入会场之后，顾顺章带领特务将其逮捕。港英当局把蔡和森引渡给广东当局。经审讯、拷打，拒屈，于1931年8月4日被广东军阀陈济棠处决。章汉夫向中央报告：“射兄（即蔡和森）6月10日被捕（在海关机关内），但详细经过，到今天还未调查清楚。同时被捕的还有施滉等5人。省委机关有4个（人）动摇。现在已进行营救，并缩小机关，加紧秘密工作。”蔡和森牺牲后，中央决定由章汉夫任两广临时省委代理书记