1923年9月1日の関東大震災から間もない16日、大杉栄、大杉の甥・橘宗一とともに憲兵に連れ去られ、その日のうちに憲兵隊構内で扼殺されて死亡（甘粕事件）。野枝の遺体は、畳表で巻かれ、古井戸に投げ捨てられた。享年28。53年後に発見された死因鑑定書によれば、野枝、大杉、共に肋骨が何本も折れており、胸部の損傷から激しい暴行を加えられていたことが発覚。軍法会議法廷で甘粕正彦ら被告人は、被害者が「苦しまずに死んだ」と陳述していた。その後の研究によれば、虐殺の命令を出したのは甘粕ではなく、憲兵隊上層部（憲兵司令官・小泉六一）ないし陸軍上層部（戒厳司令官・福田雅太郎大将）であったと推認された。甘粕事件の発覚は、殺された大杉の甥・橘宗一が米国籍を持っていたため、米国大使館の抗議を受けて狼狽した政府（第2次山本内閣）の閣議（19日）で大問題になったからであった。墓は静岡市葵区沓谷一丁目の沓谷霊園にある。「自由恋愛の神様」と聞いて参拝する女学生が多い。また、1975年9月16日、名古屋の覚王山日泰寺で橘宗一少年の墓前祭が開かれて以来、毎年9月15日は名古屋で橘宗一の墓前祭が、翌16日は静岡で大杉栄・伊藤野枝の墓前祭が開かれることになっていたが、遺族らも高齢化し、2003年9月16日の80回忌が最後の墓前祭となった。墓前祭には三女の野沢笑子（82歳）、四女の伊藤ルイの遺児で王丸容典（59歳）ら200名が参列した。
1916年4月、辻潤と離別。家族と仕事を捨て、翌月からアナキズム運動の中心人物であった大杉栄と文通を開始。秋に同棲。大杉には内妻の堀保子（堺利彦の死別した最初の妻：美知の妹）のほかに東京日々新聞（東京日日新聞）記者・神近市子という愛人もおり、苦し紛れの「自由恋愛論」は批判の対象となっていた。ここに野枝が参入して四角関係になり、市子が11月に葉山の日蔭茶屋という旅館の一室で大杉を刺し、瀕死の重傷を負わせるに至る、いわゆる「日蔭茶屋事件」が起こった。市子は大杉に経済的援助を与えていたため生活は困窮。この件もあり『青鞜』は廃刊した。翌年、大杉は内妻の保子と離別、市子は大杉に対する殺人未遂罪で入獄。「多角恋愛」で勝利した野枝は、9月に長女を出産、周囲からの「悪魔」呼ばわりを逆手に取って魔子と命名した（のち眞子に改名）。貧乏のうえ、官憲に追われ監視される生活ながら大杉との生活は充実し、1918年に『文明批評』、翌年に『労働運動』を二人で創刊。『クロポトキン研究』『貧乏の名誉』『二人の革命家』など共著も多い。やがて次女・エマ（のち幸子に改名）、三女・エマ（のち笑子に改名）、四女・ルイズ（のち留意子、さらにのち本人はルイと名乗る）、三男（大杉の長男）・ネストル（のち栄に改名）の5人が生まれた。その間に『婦人労働者の覚醒』を執筆。二人目の子を生んだ直後には『解放』1920年4月号で、結婚制度を否定する『自由母権の方へ』を発表、戦後ウーマンリブの結婚制度否定を50年早く提起した。1921年の普通選挙を前に結成された社会主義の婦人団体赤瀾会に山川菊栄らと参加。
レスター伯はエリザベスと彼の結婚に強く反対していた国王秘書長官ウィリアム・セシル（後の初代バーリー男爵）と対立を深めていった。レスター伯の推進で、1562年からその翌年にかけてユグノー援助のフランス出兵が実施されたが、セシルはこれに強く反対した。結局この出兵は失敗したため、セシルのレスター伯に対する優位が確立された。しかしレスター伯はその後も女王の寵愛を受け続けたため、宮廷内でセシルと権勢を二分する派閥の領袖であり続けた。どちらかといえばセシル一派は政務、レスター伯一派は宮中でそれぞれ重きをなした。レスター伯はプロテスタントのパトロンであるかのようにふるまうこともあったが、エリザベスとの結婚実現のためには手段を選ばず、スペイン王フェリペ2世に「もし自分と女王の結婚を認めてくれたらカトリック教会をイングランドに復活させる」などという申し入れまでしている。一方、ノーフォーク公や第19代アランデル伯ヘンリー・フィッツアラン、第6代ウェストモーランド伯チャールズ・ネヴィルらカトリック貴族も、平民出身でプロテスタントのセシルが女王に重んじられていることに不満を抱いていた。こうしたカトリック貴族の反セシル勢力は、1569年春から夏にかけてスペイン大使と共謀して、ノーフォーク公とイングランド亡命中の元スコットランド女王メアリー・ステュアートの結婚を画策した。レスター伯も、セシル排除とスペインに自分とエリザベスの結婚を承認してもらう目的でこの計画に関与した。この計画の推進者の中には、エリザベス廃位とメアリー即位につなげることを狙う者もいたが、表向きこの計画はエリザベスの王座を守るためにメアリーをカトリックの陰謀から切り離すためのものであった。レスター伯はこの計画を女王に奏上して同意を取り付ける役目を、自ら買って出た。しかし奏上のタイミングを見計らっているうちに、計画の噂が宮廷中に広まってしまい、エリザベスはその計画に不快感を露わにした。1569年9月には宮廷の緊張が一気に高まった。危険を感じたレスター伯は、病気を理由に出仕を中止することで計画から身を引いた。そして、女王の見舞いを受けた際に計画をすべて告白した。これにより、計画推進者たちは厳しい取り調べを受けることになり、ノーフォーク公もロンドン塔に投獄された（公爵は一時釈放されるも、1571年のリドルフィ陰謀事件に関与したとされて1572年に処刑されている）。反発した北部カトリック貴族の第7代ノーサンバーランド伯爵トマス・パーシーとウェストモーランド伯は北部諸侯の乱を起こすも、あっけない失敗に終わった。カトリック貴族勢力の壊滅により、セシルの立場は強化されたが、その後も女王のレスター伯寵愛は続いたのでレスター伯が失脚することはなく、セシルとレスター伯の対立は続いた。ネーデルラント（オランダ）問題を巡ってはレスター伯はフランシス・ウォルシンガムとともに対スペイン主戦派となり、平和派のセシルと対立した。この問題について女王は、はじめセシルの助言を容れてスペインとの戦争には踏み切らなかったが、1585年にはレスター伯の意見を容れてネーデルラント反乱軍を支援することになる。1577年には、セシルが慎重だった私掠船船長フランシス・ドレークの世界一周周航にウォルシンガムとともに投資を行っている。1584年には、命を懸けてエリザベス女王を守るというプロテスタント同盟の締結に貴族院議員として主導的役割を果たした。