1930年，赵一曼带孩子回到上海，把孩子寄养在陈达邦大哥陈岳云家。

1931年“九一八”事变后，调到东北，在沈阳工厂中领导工人斗争。

1932年赵一曼任满洲总工会秘书，组织部长。

1933年，赵一曼任哈尔滨总工会代理书记。同年4月，参加领导了哈尔滨电车工人反日罢工斗争。

1934年春，赵一曼任中共珠河中心县委委员。1935年春，县委决定派赵一曼任铁北区区委书记，她发动群众，建立农民游击队，配合抗日部队作战。后兼任东北人民革命军第三军第二团政治委员，率部活动于哈尔滨以东地区，给日伪以沉重的打击。群众亲切称她“瘦李”、“李姐”，而当地战士们则称她为“我们的女政委”。日伪报纸也惊叹这位“红枪白马”的妇女。

1935年11月，在与日军作战中，赵一曼为掩护部队腿部负伤后在昏迷中被俘。日军为了从赵一曼口中获取到有价值的情报，找了一名军医对其腿伤进行了简单治疗后，连夜对其进行了审讯。

在狱中，日本人动用酷刑，她没有吐露任何信息。赵一曼忍着伤痛怒斥日军侵略中国以来的各种的罪行。日军见赵一曼不肯屈服，使用马鞭狠戳其腿部伤口。身负重伤的赵一曼表现出了一个中国人保卫民族的决心，痛得几次昏了过去，仍坚贞不屈说：“我的目的，我的主义，我的信念，就是反满抗日。”没说出一字有关抗联的情况。

1935年12月13日，因赵一曼腿部伤势严重，生命垂危，日军为得到重要口供，将她送到哈尔滨市立医院进行监视治疗。赵一曼在住院期间，利用各种机会向看守她的警察董宪勋与女护士韩勇义进行反日爱国主义思想教育，受到教育的两人决定帮助赵一曼逃离日军魔掌。

1936年6月28日，董宪勋与韩勇义将赵一曼背出医院送上了事先雇来的小汽车，经过辗转后，赵一曼到了阿城县境内的金家窝棚董宪勋的叔叔家中。1936年6月30日，赵一曼在奔往抗日游击区的途中不幸被日军追上，再次落入日军的手里。赵一曼被带回哈尔滨后，日本军警对她进行了老虎凳、灌辣椒水，电刑等酷刑。但她始终坚贞不屈，没有吐露任何实情。日军知道从赵一曼的口中得不到有用的情报，决定把她送回珠河县处死“示众”。

1936年8月1日，日军将她押往珠河。8月2日，日军将其绑在大车上，在珠河县城“游街示众”。此时，赵一曼牺牲之前，面对敌人的屠刀，她高呼“打倒日本帝国主义”、“中国共产党万岁”的口号。当赵一曼昂首走到小北门外的草坪中央时，几个军警的枪口对准她。一个日军军官走到赵一曼跟前问：“你还有什么话要讲吗？”赵一曼怒视着，把手中的纸卷递过去说：“把这些话传给我家乡的儿子！”日军官看过字条，向军警们猛一挥手，罪恶的子弹射进赵一曼的躯体，牺牲于珠河县（今黑龙江省尚志县）小北门外，年仅31岁。

赵一曼

誓志为人不为家，

跨江渡海走天涯。

男儿若是全都好，

女子缘何分外差？

未惜头颅新故国，

甘将热血沃中华。

白山黑水除敌寇，

笑看旌旗红似花。

赵一曼在慷慨就义之时，留下了对儿子的期盼：“母亲对于你没有能尽到教育的责任，实在是遗憾的事情。母亲因为坚决地做了反满抗日的斗争，今天已经到了牺牲的前夕了。希望你，宁儿啊！赶快成人，来安慰你地下的母亲！在你长大成人之后，希望不要忘记你的母亲是为国而牺牲的！”

聂荣臻评价赵一曼：“赵一曼同志早在二十年代就参加了我党领导的轰轰烈烈的干革命斗争，并为民族解放献出最宝贵的生命！表现了中华女儿的英雄气概和共产党员的高贵品质。她的伟大的英雄形象和光辉业绩永远激励着中华儿女坚毅不拔开拓前进，为全人类的解放奋斗不息！抗日民族英雄赵一曼烈士永垂不朽！”

董必武为赵一曼赋诗：“革命潮声杂鼓鼙，宜宾儿女动深闺。焉能照旧营生活？奋起从军弁易笄。北伐旗开胜未终，叛徒决策反工农。招来日寇山东阻，民族危机迫再逢。北去南来党命御，不因负病卸仔肩。工农解放须参与，抗日矛头应在先。抗倭未胜竟成俘，不屈严刑骂寇仇。自是中华好儿女，珠河血迹史千秋。”

陈毅评价赵一曼道：“生为人民干部，死为革命英雄。临敌大节不辱，永记人民心中。”

赵一曼被哈尔滨人民尊称为“白山黑水”民族魂，哈尔滨市委党史研究室则称其为“万民永忆女先锋”。

赵一曼纪念馆题诗

《深切缅怀抗日巾帼英雄——赵一曼》

誓为民族求解放，白山黑水战凶狂。

国难当头赴国难，山河破碎铸铜墙。

红枪飒飒杀倭寇，白马萧萧驱豺狼。

铮铮巾帼英雄骨，熏得青史阵阵香。

郭沫若送诗1962年4月9日

蜀中巾帼富英雄，石柱犹存良玉踪。

四海今歌赵一曼，万民永忆女先锋。

青春换得江山壮，碧血染将天地红。

东北西南齐仰手，珠河亿载漾东风。

哈尔滨市为了纪念赵一曼可歌可泣的抗日事迹，将她战斗过的一条主街命名为一曼大街。

赵一曼故居位于四川省宜宾县白花镇一曼村柏杨嘴，是由堂屋及厢房组成的三合院建筑，属土木结构的悬山屋顶的建筑。先后由县市省人民政府定为文物保护单位。

赵一曼纪念馆位于四川省宜宾市翠屏书院，创办于1959年5月。纪念馆内共设有三个展厅，馆前树有赵一曼的汉白玉雕像。第一展厅陈列朱德、陈云等党和国家领导的题词及赵一曼的大事年表，第二展厅介绍赵一曼走上革命道路的过程，第三展厅介绍赵一曼的个人生平经历。

2022年8月2日，赵一曼烈士英勇就义86周年纪念仪式在宜宾市赵一曼纪念馆广场举行。

2022年9月，媒体报道，赵一曼在海外留学的档案史料日前被征集回国。这些史料是赵一曼在苏联留学期间留存的历史记录，多由她亲笔填写，有中、俄两种文字，共计20余页，主要包括“学生党的工作经验调查表”、写给莫斯科中山大学领导的信件等。

陈达邦曾为黄埔军校学员，留学苏联，熟悉印刷业务，建国后在中国人民银行工作，文革中被迫害致死，1979年平反昭雪。

陈掖贤小名宁儿。1929年生，毕业于中国人民大学外交系，被分配到北京工业学校。1982年因病去世，终年53岁。

●《赵一曼》

1950年电影《赵一曼》着重表现了女英雄赵一曼团结领导群众英勇抗击日军、不幸负伤被捕英勇就义的事迹，表现了她不屈的民族气节。

●《我的母亲赵一曼》

2005年电影《我的母亲赵一曼》从一个儿子的视角，追忆了赵一曼生前一段鲜为人知的故事。母子间跨越时空的心灵对话贯穿全片，使这个悲壮的战争故事充满了人性的光辉。

●《赵一曼》

舞台剧《赵一曼》由宜宾市歌舞团团长唐山担任舞剧总导演，由《冲破罗网》、《抵制仇油》、《雪海抗敌》和《英勇就义》四场戏组成。

大型红色历史舞台剧《长歌影魂》由经典红色影片《董存瑞》《赵一曼》《英雄儿女》改编而成。

●《赵一曼》

2016年8月19日，为纪念抗日女英雄赵一曼英勇就义80周年，历时3年精心打造的大型话剧《赵一曼》在成都首演。