陳獨秀被開除黨籍以后，反而唱起了高調，洋洋灑灑地寫了一萬多字的《告全黨同志書》，并正式成立“無產者社”，樹起反對派的旗幟。陳獨秀任總書記，彭述之、尹寬為常委，何資深任秘書長。1931年五一節(jié)，4個托派小組在上海召開托派統(tǒng)一大會。在隨后的一年多里，托派就遭遇多次大破壞，主要領導人幾乎全部被捕，也使陳獨秀陷入極大的困境當中。

1932年10月15日下午7時，陳獨秀在岳州路永吉里11號被捕。頭發(fā)花白、留有短須的陳獨秀鎮(zhèn)定自若，戴上一頂呢帽，隨捕快上了裝甲車，被押送到嘉興路巡捕房。4月下旬，法庭宣判：“陳獨秀、彭述之共同以文字為叛國之宣傳，各處有期徒刑13年，褫奪公權13年?！?/p>

判刑后，陳獨秀等人被關押到江蘇第一監(jiān)獄，也就是老虎橋監(jiān)獄，這里主要關押刑事犯。陳獨秀被判刑入獄后，不少國民黨要人來獄中勸降，然而都被他一一拒絕。

1936年，陳獨秀被開除了托派黨籍。第二年，日寇飛機開始轟炸南京，老虎橋監(jiān)獄也遭到炸彈襲擊。陳仲凡興沖沖來告訴陳獨秀，說：“我和胡適找了政府，他們同意保釋，但要你寫‘悔過書’?！标惇毿闵鷼獾卣f：“我要是寫悔過書早就出來了。我寧愿炸死獄中，實無過可悔！”

1937年8月23日，在獄中待了2084天的陳獨秀被告知國民政府已同意將他減刑釋放。中午，國民黨調查統(tǒng)計局處長丁默村去獄中接陳獨秀，希望陳獨秀出獄后住到國民黨中央黨部的招待所。陳獨秀拒絕了，說：“不妥，我出獄后，必招來社會輿論，不如還我原來面目，做一個平民好?！?/p>

后來，國民黨多次派人來見陳獨秀，勸說陳獨秀或者另組共產黨，或者回到上海領導反對派工作，或者當勞動部長，都被陳獨秀斷然拒絕。陳獨秀后來對包惠僧說：“蔣介石的雙手沾滿了我們同志的鮮血，我的兩個兒子也死在他手里，我和蔣介石不共戴天。他叫我當勞動部長，參加國防參議會，真是異想天開。我要是做他的走卒，也不用等到今天?！?/p>

此后，陳獨秀的身體每況愈下，已經快聽不清旁人說話。而由于戰(zhàn)爭日久，物價飛漲，陳獨秀生活也陷入困境，主要靠北大的補貼和朋友接濟維持。