1930年5月6日下午，恽代英在杨树浦韬朋路附近的老怡和纱厂门前等人联系工作时不幸被捕。为了掩护自己的身份，他化名叫王作霖。敌人将他押至巡捕房，巡捕三番五次的毒打，他坚不吐实。次日，恽代英被上海公安局引渡，并以共产党嫌疑关押在龙华国民党警备司令部看守所内。他仍然坚持假口供，敌人无可奈何。6月初，敌人只好将他转押到漕河泾监狱。不久，以“工人擅自开会有罪”判了他5年徒刑。监狱中生活极其恶劣，连霉米饭都吃不饱，里面还夹杂着石子、砂子、稗子；开水也不够喝，见不到阳光，呼吸不到新鲜空气。为了改善狱中生活，反抗虐待，恽代英组织难友们开展斗争。“八一”南昌起义纪念日时，恽代英用亲身经历向难友们讲述了起义的经过和经验教训。8月27日，恽代英被押解到苏州监狱。
1931年2月，又转押到南京江东门外中央军人监狱关押。监狱非人的生活和疾病的折磨，使他身体十分虚弱，但他始终保持旺盛的斗争精神。他经常对难友进行革命气节教育，他说：“对一个革命者来讲，战场固然是考验，而监狱也是一个特殊的战场。一个真正的革命者，在这个特殊战场上，在生死面前，要经受得起严峻的考验。”他用通俗易懂的语言编写了一本解释党的“十大纲领”的工人读本。他还写下了这样一首气吞山河的《狱中诗》。
