伊藤律
判決後の5月に伊藤は親族の伝手で大阪府堺市にあった三菱鉱業系列の堺化学工業という工場に臨時雇員として就職する。ここで働いたのは5ヶ月間であったが、その間に社外工を組織した。労働の現場に初めて入った伊藤は、親しい知人への手紙で「我々の頭の中で考えていることが如何に抽象的で、一面的で、ある場合には子供っぽくさえあるかを痛感します」「僕は一切の感覚を働かせて、ねばり強い辛抱をもってこの生産点から本当に大切なものを摂取しようと努力しています」と記している。
このあと伊藤は1936年2月に東京帝国大学経済学部助教授の土屋喬雄の研究室で、日本の農業経済史の研究に携わった。この年の7月に最初の結婚。秋、一高同期生の兄で活動家だった長谷川浩と知り合い、翌1937年8月に長谷川と伊藤は共産党の再建活動に入った。二人は人民戦線戦術を採用して、街頭ではなく職場を中心とした活動をおこなう方針を決めた。伊藤は工場などに組織を作る活動をおこなうが、その過程で世田谷区池尻で活動していた文芸サークル「街」に接触した。
この間、伊藤は健康を悪化させ、右目と右耳がまったくきかなくなり、腎不全に罹患した。
伊藤の投獄について、中国の関係者は「伊藤を隔離審査するという日本共産党の依頼に基づいておこなったもので、中国共産党は関与していない」としており、伊藤もそのような説明を受けている。伊藤は獄中にいる間、ずっと「三号」と呼ばれており、中国側から被疑者・被告人として名前を呼ばれることも罪名を告げられたり裁判にかけられることもなかった。これに対して日本共産党側は、伊藤の帰国直後に野坂参三が「除名した伊藤の身柄を中国側に引き渡しただけで投獄には関知していない」と主張。野坂が除名となったのち、北京機関が存在した当時に日本との窓口を務めた趙安博が1998年の回想で「野坂や袴田から伊藤を殺すよう依頼された」と明らかにした際には機関誌『前衛』において「除名後の伊藤の状況を知っていたのは野坂と袴田だけで、二人はそれを党に隠していた」という理由で「党は関知しなかった」としており、現在も関与を認めていない(なお、1998年の機関誌『前衛』の「野坂と袴田は除名後の伊藤の状況を党に隠していた」との見解が出た際に、野坂は1993年に、袴田は1990年にそれぞれ死亡しており、二人は共産党の見解に反論ができなかった)。
父・連次郎の勤務先である広島で生まれた。間もなく父の故郷岐阜県瑞浪に戻る。幼少期から神童の誉れが高かったといわれ、旧制岐阜県立恵那中学校(現・岐阜県立恵那高等学校)4年生修了後、1930年に第一高等学校(現・東京大学教養学部)に入学する(飛び級入学。いわゆる「四修進学」)。同期に後に作家となる杉浦明平がいた。杉浦の後年の回想では、入学の時点で伊藤はすでに社会主義に関心を持ち、1年生から読書会を主催していたという。2年生の1931年初秋に共産青年同盟に加盟し、国際反帝反戦同盟東京委員会印刷局に加入。この頃は昼は学校と家庭教師のアルバイトをこなし、夜に組織の印刷物を作成・配布する生活を送っていた。伊藤は、特別高等警察(特高)によって壊滅した一高の共産青年同盟を再建する任務に当たったが、やがて当局の察知するところとなり、1932年9月に地下に潜行、12月に放校処分を受ける。