起義失敗后的廣州，到處籠罩在白色恐怖中，黨的組織遭到嚴重的摧殘和破壞，幾乎全部陷于癱瘓狀態。廣東省委在香港召開會議，總結經驗教訓，研究重建黨的組織，恢復革命斗爭。會議提出，必須派一個堅強的有威信的領導同志回去，并認為周文雍是合適的人選。周文雍長期在廣州組織和領導工人運動，在工人群眾中有較高威信，有長期秘密工作的經驗，有堅定的革命精神，他回廣州一定能夠重建黨的組織，開展革命斗爭。但同志們擔心，周文雍是廣州起義的領導者之一，目標很大，回去非常危險。周文雍以革命利益為重，勇敢地承擔了黨交給他的任務。

１９２８年１月，周文雍當選為中共廣州市委常委、廣東省委常委。他化裝成剛從南洋回來的華僑商人，在黨組織掩護下，與陳鐵軍仍扮成夫妻，重返處在嚴重白色恐怖中的廣州，重建黨的機關和組織。回到廣州后，周文雍和陳鐵軍有時扮作富商，有時扮作苦力工人，找尋失去聯系的黨員，重建秘密聯絡點。

１月２７日（農歷正月初五），由于叛徒出賣，周文雍和陳鐵軍同時被捕。在獄中，敵公安局長親自出馬嚴刑審訊周文雍和陳鐵軍，反動軍警對他們施以“灌辣椒水”“坐老虎凳”“竹簽釘指心”等各種慘無人道的酷刑，他們備受酷刑，堅貞不屈。敵人見硬的不行，又用高官厚祿誘惑，但他們不為任何誘惑所動。敵人強迫周文雍寫“自首書”。周文雍接過筆來，在監獄的墻壁上，寫下了共產黨人“革命精神不可滅”的詩作。敵人無計可施，遂將周文雍和陳鐵軍押赴紅花崗刑場。

周文雍和陳鐵軍在共同的革命斗爭中產生了愛情，但為了革命事業，他們將愛情一直埋藏在心底。在為黨的事業獻身的最后時刻，他們決定將埋藏心底的愛情公布于眾，在敵人的刑場上舉行了革命者的婚禮，英勇就義。