1927年4月12日,蒋介石在上海发动反革命政变,大肆屠杀共产党人和革命群众。夏明翰闻讯后悲愤地写道:“越杀胆越大,杀绝也不怕。不斩蒋贼头,何以谢天下!”同年6月,在参加了党的第五次全国代表大会后,夏明翰调回湖南,任省委委员兼组织部长。这时的长沙,正处在“马日事变”后的白色恐怖之中,国民党新军阀对共产党人和革命群众的野蛮屠杀,还在继续进行,党的组织遭到严重破坏,党的活动被迫转入地下。夏明翰没有被险恶的环境和困难所吓倒,回到湖南坚持斗争。
党的八七会议后,毛泽东从武汉回到湖南,领导秋收起义,夏明翰主要负责联络工作,他扮成农民、商人,奔走于长沙周边各地,向党的基层组织宣传八七会议和秋收起义的决定,组织农民武装。在征得党组织同意后,他把自己的两个弟弟和一个妹妹分别派到衡阳、衡山和郴州,发动农民,组织武装起义,他的弟妹在参加起义中先后英勇牺牲。
1927年9月,毛泽东领导的秋收起义转向井冈山建立革命根据地后,湖南省委夏明翰等同志也在中共中央特派员任弼时的帮助下,改变继续组织全省暴动的计划,决定将下阶段工作重点,放到建立农民武装,恢复党的组织,建立苏维埃政权,造成革命声势,坚持农民斗争方面。同年10月,湖南省委派夏明翰兼任平(江)浏(阳)特委书记,先后领导发动了平江、浏阳的农民暴动,有力地配合了井冈山根据地的创建。
1928年初,夏明翰被党调到湖北工作,任中共湖北省委常委,配合新任湖北省委书记郭亮的工作。由于叛徒的出卖,同年3月18日,夏明翰在武汉被捕。敌人对他施以各种酷刑,逼他交出党的组织。