1933年2月27日，由于叛徒的出賣，毛福軒被國民黨特務秘密逮捕。 他被敵人作為“要犯”，先關押在上海監(jiān)獄，后押解至南京。敵人以為釣到了“大魚”，對他嚴刑逼供，逼他交出黨的組織，說出黨的機密。面對犧牲，毛福軒堅貞不屈，面不改色，怒斥敵人：“要殺就殺，不必多言”。1933年5月18日，毛福軒在南京雨花臺英勇就義，時年36歲。