陈尔晋迅速转移到码头工人住宅区，但还是被军统特务认出。特务们用高音喇叭向陈尔晋喊话：“出来投降，不然我们炸平房子”。考虑到工人的生命安全，陈尔晋没有抵抗，而是从容地从棚户区走了出来，大声说道：“一人做事一人当，不要伤害无辜的工人。”

    在狱中，王曼霞忍受了肉体的巨大痛苦，始终不发一言。在另一间牢房，特务们对陈尔晋动用了各种毒刑，同样一场空。由于陈尔晋、王曼霞夫妇保守党的秘密，保护了陈修良等一批党的地下领导人安全转移。毛森无计可施，下令杀害陈尔晋、王曼霞夫妇和其他14名中共地下党员。

    1949年5月19日，夫妻二人在闸北“宋公园”英勇就义。

    1951年5月19日，上海各界人民在“宋公园”举行纪念十六烈士殉难二周年大会，凶手之一黄德熙被当场枪决。次日，《大公报》、《解放日报》等报刊均作了报道。1952年春，中央人民政府向陈尔晋、王曼霞的子女颁发了革命烈士证书，毛泽东主席亲笔签发，上书“永垂不朽”4字。