１９２８年春，彭湃率领工农革命军将以海陆丰为中心的革命根据地扩大到东江南部地区。同年１１月，他当选中央政治局委员，奉命赴上海，任中共中央农委书记。后来，曾任中共江苏省委军委书记、中共中央军委委员、中共江苏省委常委。

１９２９年８月２４日，彭湃因叛徒出卖被捕，被关押在上海龙华监狱。在狱中，他受尽各种酷刑，但坚贞不屈，英勇斗争，绝不背叛革命。面对死亡威胁，他说：“只要我还有一口气，我就要为共产主义事业奋斗到底！”，他坚定地表示“不久的将来，一定能够推翻反动的统治，建立全国的苏维埃政权”。“为了我们的子子孙孙争得幸福的生活，就是献出了自己的生命也是在所不惜的。”

１９２９年８月３０日，最后的时刻到了。他脱下身上的衣服赠送给难友，与战友杨殷、颜昌颐、邢士贞４人高唱《国际歌》，呼喊着“打倒帝国主义！”“中国红军万岁！”“中国共产党万岁！”等口号壮烈牺牲，年仅３３岁。

为了纪念彭湃等烈士，我党曾在革命根据地的许多地方建立彭（湃）杨（殷）红军学校。如今，当年彭湃领导海陆丰苏维埃政权活动的中心——“海丰红宫红场旧址纪念馆”已成为全国重点文物保护单位、第三批全国爱国主义教育示范基地、广东省爱国主义教育基地。这些彭湃当年从事革命活动的重要场所，每年都吸引着成千上万海内外中华儿女前来参观、凭吊以及举行各种教育活动。

２００９年９月１０日，在中央宣传部、中央组织部、中央统战部、中央文献研究室、中央党史研究室、民政部、人力资源社会保障部、全国总工会、共青团中央、全国妇联、解放军总政治部等１１个部门联合组织的“１００位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物和１００位新中国成立以来感动中国人物”评选活动中，彭湃被评为“１００位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物”。