陈延年被捕
1927年6月26日上午，北施高塔路恒丰里104号（现山阴路69弄90号）中共上海区委所在地，陈延年、郭伯和、韩步先等人正在开中共江苏省委成立大会。这是一幢砖木结构的三层楼石库门新式里弄住宅，建造于1926年。新房子竣工后，上海区委在这里开办党校，这里也是上海工人举行第二次武装起义的指挥所。
会议上，王若飞传达了中央的任命，陈延年任中共江苏省委书记、郭伯和任组织部长、韩步先任宣传部长。中央决定赵世炎到中央工作，所以没有安排他在中共江苏省委任职。
就在这时，陈延年接到报告，一位交通员被捕了。在这之前，有一个流氓混进了党内，并且当了上海某区区委书记，导致这位交通员的被捕。陈延年心头一紧，不好，这位交通员知道这个秘密处所。他和王若飞、赵世炎等商量后，立即宣布提前结束会议。告诫大家小心谨慎，以防万一。
下午三时，恒丰里104号暗处，陈延年等人观察周围动静，见没有什么异样，便冒险进门，焚烧办公室内许多秘密材料，以防止给党带来更大的损失。
刚坐下不久，上海警备司令杨虎派大批军警包围了恒丰里104号，陈延年悔之已晚，一面掩护其他的同志从窗上逃走，一面抄起座椅奋力和扑上来的敌人搏斗，直到筋疲力尽。搏斗中，延年的白色衬衫被扯破，划破了皮肤，终于被敌人擒获。在陈延年等人与敌人搏斗时，两名同志从屋顶逃走。当时，韩步先想把文件藏起来，混进党内的这个流氓同韩抢文件……郭伯和、韩步先也一起被捕。
交通员叛变了，但他并不认识陈延年。当时陈延年身穿短衣，裤腿上扎着草绳，自称是受雇到这里做工的，名叫陈友生，没有暴露自己的身份。敌26军对待陈延年像对待普通的共产党员一样，押往龙华监狱。
吴稚晖的出卖
陈延年怀着一线希望，给五马路亚东图书馆汪孟邹写信，请他代想办法营救。蒋介石现在是一条疯狗，抓一个杀一个，自己是陈独秀之子，又是共产党中央委员，此次被捕，在劫难逃，但敌人毕竟没有认出自己，也许还有放回的可能。陈延年写道：“我某日在某处被捕，现拘押在市警察局拘留所。我是工人，不会有多大嫌疑，现在我的衣裤都破烂了，请先生给我买一套衣裤送来。”信尾署名“陈友生”。
与此同时，赵世炎、王若飞等同志也在想方设法营救陈延年，甚至和敌办案人员谈妥，交800元放人。
盛夏的一天，刚刚租下上海极司斐尔路（万航渡路）49号甲的一幢楼房的胡适，被一阵急促的敲门声弄得心神不定，开门一看，是满头大汗的汪孟邹：“延年被捕了，你快想法子救救他。”说着汪孟邹将一张皱巴巴的纸条递给他。胡适一看，果然是陈延年亲笔写的求援信。尽管字迹潦草，汪孟邹还是认出了是延年的笔迹。
“啊？”胡适心也一沉。今年春，胡适从国外回到日本后，估计北洋军阀即将覆灭，发表了谈话，说：“蒋介石将军清党反共的举动能得着一班元老的支持……是可以站得住的……是可以得着我的同情的。”蒋介石的“四一二”清共，胡适在日本报纸上也看到了。他估计仲甫劫数难逃。因为已听到了陈独秀被捕的话，但高梦旦说：“外传陈氏已被捕，似不确。”这回延年难逃一死，蒋介石开杀戒后，已杀了许多共产党人，对于共产党头号人物陈独秀的儿子，蒋当然不会放过。胡适眼前浮现了北大时见到陈延年的样子。
仔细看陈延年的信，虽然只提到买衣服送来，其实是将自己逮捕的消息通知了汪孟邹。“陈友生”，就是陈姓朋友所生，分明是指陈独秀这个老朋友生的孩子啊！
“我一定营救。”胡适安慰汪孟邹说。尽管凶多吉少，他还是答应试试帮忙。但胡适毕竟和蒋介石没有私人关系，蒋介石的红人吴稚晖是陈延年的老熟人，数年前曾帮陈延年、陈乔年赴法留学。胡适决定将信转给吴稚晖，请他帮忙。
吴稚晖见信，暗暗欢喜起来。1921年秋天，蔡和森、陈毅、李立三等104名留学生为争夺里昂中法大学与吴稚晖等闹矛盾，被押送回国。此后，陈延年逐渐脱离吴稚晖的无政府主义影响，转向共产主义。对此，吴稚晖恨在心头，想不到，陈延年今天栽到自己的手里来了。
躺在太师椅上，吴稚晖思忖再三，立即给上海国民党警备司令杨虎写信“祝贺”：“今日闻尊处捕获陈独秀之子延年……不觉称快。”延年“发生额下，厥壮极陋……恃智肆恶，过于其父百倍”。这杨虎不是别人，正是随蒋介石一路制造赣州事件、九江惨案、安庆“三二三”事件的特务处长。
杨虎见信，大喜过望，他没有想到陈独秀的儿子、上海共产党的头号负责人陈延年已被抓获。陈延年是共产党内反对蒋介石的强硬派，这可是他在上海捕捉到的共产党最大的一条鱼啊！看完信，兴奋的杨虎立即带人赶到龙华监狱。
“你是陈延年吗？”杨虎问。
陈延年摇头。他不知道汪孟邹找了胡适，也不知道胡适找了吴稚晖，更不知道吴稚晖居然向杨虎出卖了自己。但他知道，自己的名字一旦被敌人搞清楚，指望汪孟邹救自己的最后希望就破灭了。
杨虎“嘿嘿”冷笑了几声，叫人带上韩步先。满身血污的韩步先浑身筛糠，见到陈延年，忙将眼睛转向一边说：“他就是陈延年。”
“无耻！叛徒！”陈延年破口大骂韩步先。
蒋介石获悉逮捕陈延年的消息后，致电国民党26军政治部，称赞他们“忠诚为党，搜精勤……深堪嘉许”，并指示需“切实讯明为要”。
蒋介石嘉许杨虎的电报，在7月7日《申报》上披露后，赵世炎等同志知道，陈延年的处境更加危险了。
陈延年牺牲
1927年7月4日，即陈延年被捕后的第九天晚上，敌人将他秘密押赴龙华刑场。
在高墙下，刽子手要陈延年跪下受刑，但陈延年宁死不屈。刽子手强迫陈延年跪下，就在松手抽刀的一瞬间，五花大绑的陈延年突然蹦起，他不愿意跪着死。刽子手惊慌失措，一刀未砍着颈项，在陈延年痛苦地挣扎时，刽子手们一拥而上，一起将陈延年按倒，以乱刀将他砍死。
陈延年壮烈牺牲后，蒋介石下令不准收尸。
陈延年至死也不知道，吴稚晖在狱外出卖自己的细节。次日，上海《申报》刊出《铲除共党巨憝》，披露了吴稚晖给杨虎的信件。汪孟邹见报，如五雷轰顶，脸色煞白，瘫倒在椅子上。
胡适见到报纸，对吴稚晖也深感不满。毕竟，别人请你营救，你非但不救，还落井下石，这也太过分了。何况，陈延年是陈独秀的儿子，陈延年本人还追随过你走无政府主义道路。即便有政治上的分歧，也没有到帮助别人杀害他的地步啊！本来，胡适计划写篇文章，介绍吴稚晖的学术思想，现在，他怎么也提不起精神来写这篇文章了。介绍吴稚晖的理学思想，似乎和吴稚晖做人距离太大。
陈延年牺牲后，董必武称赞延年是“党内不可多得的政治家”。