Tháng 3 năm 1930, đồng chí được cử sang Hương Cảng (Trung Quốc), công tác ở Văn phòng chi nhánh Ban Phương Đông của Quốc tế Cộng sản, nhận nhiệm vụ liên lạc với các tổ chức cách mạng Việt Nam ở trong nước. Từ năm 1931 - 1933, đồng chí bị bọn mật thám Anh ở Hương Cảng bắt giam rồi chuyển giao cho chính quyền Quảng Châu cầm tù. Dù bị tra tấn tàn bạo nhưng đồng chí trước sau vẫn kiên trung với cách mạng. Ra tù, đồng chí tìm cách liên lạc với tổ chức Đảng và đến Thượng Hải công tác ở Ban Chỉ huy ở ngoài của Đảng Cộng sản Đông Dương.
Từ ngày 25-7-1935 đến ngày 21-8-1935, đồng chí là đại biểu chính thức tham dự và phát biểu tham luận tại Đại hội VII Quốc tế Cộng sản tại Mát-xcơ-va (Liên Xô cũ). Trong thời gian từ năm 1935 đến 1936, đồng chí vào học khóa ngắn hạn tại Trường đại học Phương Đông. Đầu năm 1937, đồng chí được phân công về công tác tại Sài Gòn và được cử vào Xứ ủy Nam Kỳ, là Bí thư Thành ủy Sài Gòn - Chợ Lớn.
Ngày 30-7-1940, đồng chí bị thực dân Pháp bắt giam và tra tấn dã man nhưng không khuất phục được đồng chí. Ngược lại, từ trong trại giam, đồng chí vẫn tiếp tục chỉ đạo cuộc Khởi nghĩa Nam Kỳ ở Sài Gòn - Chợ Lớn. Đến sáng ngày 28-8-1941, thực dân Pháp đã xử bắn đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai. Trước pháp trường, đồng chí hướng về phía đồng bào nói lời tâm huyết: “Việc chúng tôi làm là chính nghĩa. Vì muốn Tổ quốc chúng tôi được độc lập, dân chúng tôi được ấm no mà chúng tôi làm cách mạng. Chúng tôi không có tội gì”.

Đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai -một trong những cán bộ kiên cường lãnh đạo phong trào đấu tranh của công nhân tham gia cuộc Khởi nghĩa Nam Kỳ, tháng 11-1940. Ảnh: T.L

Phút cuối cùng của cuộc đời, đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai vẫn đau đáu trong lòng nhiệm vụ với Đảng, với Tổ quốc, vẫn một lòng mong muốn cho dân tộc Việt Nam có độc lập, tự do. Tấm gương hy sinh anh dũng, kiên cường của đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai đã tô thắm thêm truyền thống vẻ vang, viết lên bản anh hùng ca bất diệt của toàn thể dân tộc Việt Nam và trở thành tấm gương đạo đức cách mạng sáng ngời cho các thế hệ noi theo. Đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai sống mãi trong lòng dân tộc Việt Nam.
Những cống hiến to lớn cho sự nghiệp cách mạng của đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai có thể khái quát ở một số nét chung theo các giai đoạn lịch sử: Thời kỳ trước khi thành lập Đảng, đồng chí đã tích cực tham gia tuyên truyền, vận động các tầng lớp nhân dân đi theo con đường cách mạng dưới ngọn cờ của giai cấp công nhân Việt Nam; chiến sĩ cộng sản kiên trung, bất khuất và luôn giữ vững khí chất người cách mạng (1930 - 1934); luôn tích cực tham gia các hoạt động của Quốc tế Cộng sản, nhằm tranh thủ sự ủng hộ của bạn bè quốc tế với cách mạng Việt Nam (1935 - 1936); nữ lãnh đạo tận tụy vì nhiệm vụ, luôn chăm lo đến cơ sở và phong trào cách mạng (1936 - 1939); Bí thư Thành ủy hiên ngang, bất khuất vì lý tưởng của Đảng và của dân tộc (1940 - 1941).
Lịch sử đã ghi nhận đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai là nữ chiến sĩ cách mạng tiền bối, một trong những đảng viên lớp đầu tiên của Đảng góp phần đặt nền móng xây dựng Đảng và phong trào cách mạng Việt Nam; là người học trò kiên trung của Chủ tịch Hồ Chí Minh. Những đóng góp to lớn, hy sinh cao cả của đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai là tiêu biểu trong lịch sử cách mạng Việt Nam. Đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai là một tấm gương sáng chói về khí tiết cách mạng, đã dành trọn cuộc đời hy sinh cho Đảng, cho cách mạng, cho dân tộc Việt Nam. Tấm gương hoạt động, cống hiến và hy sinh vì sự nghiệp cách mạng của đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai sẽ mãi trường tồn trong lòng cán bộ, đảng viên, nhân dân và dân tộc Việt Nam.
Cả cuộc đời hoạt động cách mạng của đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai là con đường đầy chông gai, gian khổ nhưng cũng hết sức vẻ vang. Đồng chí luôn phấn đấu không biết mệt mỏi cho sự nghiệp cách mạng của dân tộc, cho sự nghiệp giải phóng phụ nữ, một lòng phục vụ Đảng, phục vụ Nhân dân, vẹn nguyên tình cảm vợ chồng, tình mẫu tử thiêng liêng, giữ vững niềm tin cách mạng và khí tiết, phẩm chất đạo đức người chiến sỹ cộng sản.
Tuy cuộc đời và sự nghiệp ngắn ngủi nhưng đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai đã kịp hoàn thành nhiều công việc quan trọng của Đảng và nhân dân giao phó, để lại một tấm gương sáng về lòng yêu nước, kiên trung, bất khuất vì độc lập cho Tổ quốc, vì tự do cho nhân dân. Tên tuổi và sự nghiệp cách mạng cao quý của đồng chí Nguyễn Thị Minh Khai được khắc ghi cho muôn đời sau.