邓恩铭等人被捕后，中共中央和山东党组织积极设法营救。1931年初，由于山东形势发生急剧恶化，邓恩铭出狱的希望化为泡影。就义前，他壮怀激烈，写下了充满革命浪漫主义英雄气概的诗篇——《诀别》：“卅一年华转瞬间，壮志未酬奈何天；不惜唯我身先死，后继频频慰九泉。”

　　1931年4月5日凌晨，邓恩铭等22人被押赴刑场。当刑车驶上大街时，邓恩铭等同声唱起了国际歌，高呼口号，壮烈牺牲。他们被后人称为“四五烈士”。