民國16年春，接受共產(chǎn)黨組織的指示，以國民黨黨員身份，到嘉善成立國民黨嘉善縣黨部，迎接北伐軍。不久，發(fā)生“四一二”政變，嘉善豪紳雇流氓打手沖入縣黨部，將袁世釗拘捕。這事激起眾怒，紛至縣府請?jiān)�，�?dāng)局被迫釋放。

此后，一度打入蔣介石嫡系部隊(duì)第一師劉峙部下宣傳隊(duì)。該隊(duì)不久被解散，仍回楓涇，開展地下活動(dòng)，在新浜等地重組農(nóng)民協(xié)會(huì)，發(fā)展黨員，成立農(nóng)民武裝，收繳水警、自衛(wèi)團(tuán)等槍枝，并從上海購置武器彈藥。10月間，陳云至楓涇，與袁世釗等在大方庵開會(huì)，傳達(dá)、貫徹黨的“八七”會(huì)議精神。

民國17年1月初，陳云與袁世釗等發(fā)動(dòng)青浦小蒸暴動(dòng)。世釗于取得勝利后回楓涇。1月11日，又與吳志喜、陸龍飛、顧桂龍等帶領(lǐng)農(nóng)民軍，以中國共產(chǎn)黨江蘇省松江縣第一獨(dú)立支隊(duì)名義，一夜之間，在新浜的錢家草、西古村、長浜及楓涇的屈家浜等地，殺死7個(gè)地主惡霸，并收繳聯(lián)防隊(duì)的武器彈藥。13日，在新浜土地堂扣留楓涇地主糧船，將船上大米分給貧苦農(nóng)民。15日，陳云到草場浜召開農(nóng)協(xié)大會(huì)，會(huì)后，決定發(fā)動(dòng)“楓涇暴動(dòng)”，而松江、嘉興國民黨軍隊(duì)已大批調(diào)到楓涇。19日，農(nóng)民軍被圍攻，吳志喜、陸龍飛等許多同志被捕，暴動(dòng)失敗。袁世釗脫險(xiǎn)，隱蔽于上海。8月，與顧桂龍、張杏松等秘密返松，恢復(fù)基層組織，建立17個(gè)黨支部，重建楓涇區(qū)委。9月，調(diào)任鎮(zhèn)江縣委書記。是年冬回松，負(fù)責(zé)中共松江縣委工作，曾在錢家草、新中浜、界字圩、韓家塢等地重組農(nóng)民協(xié)會(huì)，伏擊自衛(wèi)團(tuán)，收繳土豪槍枝彈藥；也曾多次到嘉善發(fā)展組織，進(jìn)行活動(dòng)。

民國19年4月間，奉黨組織命到上海。由于國民黨特務(wù)從另一中共黨員張杏松（張是被叛徒出賣的）身上搜到了他的住址，遂遭逮捕，解至蘇州高等法院第二監(jiān)獄。在獄中為監(jiān)獄特別支部書記，領(lǐng)導(dǎo)難友，鬧監(jiān)絕食，并籌劃越獄。乃被解至鎮(zhèn)江，2月13日，被殺害于鎮(zhèn)江北門桃花塢。遺書中寫道：“為革命犧牲是最光榮的，時(shí)代的車輪在前進(jìn)，革命一定能成功！”

解放后，追認(rèn)為烈士。遺骸遷葬于鎮(zhèn)江烈士陵園。

袁世釗故居，位于上海市金山區(qū)楓涇鎮(zhèn)南大街123號(hào)，故居不開放參觀。