1929年，在粤北活动的郴县党组织负责人、农会负责人先后回到郴县。曹元尾回来后，湘南地区的斗争形势日趋恶化，他受到国民党反动派的通缉，为了躲避凶险，他不得不潜伏起来，找一处山洞栖身，转入了地下斗争。他一边着手恢复农会组织，建立革命武装，开展游击战争；一边神出鬼没般地活动在敌人眼皮底下，筹款买枪，训练人员，建立起一支以李鄂为队长的游击大队，使郴县一度沉寂的农民协会和游击队又活跃起来，人民又有了希望。

    当年秋，由于叛徒出卖，曹元尾不幸被敌人抓捕。他落入敌人的魔掌后宁死不屈，反动派施以种种非人的酷刑，仍未如愿。敌人又把他妻子抓来一同关押，妄图使他坠情丧志，却一无所获，一个月后只好将他杀害，时年47岁。

    中华人民共和国成立后，民政部给曹元尾遗属颁发了《革命烈土证书》，该证书存放在郴州烈士公园陈列馆。