1930年春，根據(jù)中共黨組織的指示，鄭義齋來到上海開設“義齋錢莊”。兩年期間，他在各地黨組織配合和掩護下，多次往來于上海、武漢、天津、北平等地，為黨籌集資金，為蘇區(qū)紅軍購買、轉運軍火物資。1932年春，鄭義齋離開上海，前往鄂豫皖蘇區(qū)工作，任省工農(nóng)民主政府財政委員會主席兼工農(nóng)銀行行長，并任紅四方面軍經(jīng)理處處長、總經(jīng)理部（即后勤部）部長。他積極組織力量，多方籌集糧食、被服、藥品、軍火等物資，為紅四方面軍的后勤保障作出了貢獻。

由于張國燾推行錯誤的軍事指導方針，致使紅四方面軍在第四次反“圍剿”中遭到失敗。1932年12月，紅四方面軍撤離鄂豫皖革命根據(jù)地到達 川北后，創(chuàng)建了川陜根據(jù)地。在此期間，鄭義齋為解決糧食問題，提出許多好辦法，并且在蘇區(qū)內部實行計劃供糧和勤儉節(jié)約的政策，使川陜蘇區(qū)的糧食、棉花、食鹽、蔬菜、油料、家禽都得到迅速發(fā)展。此外，他還在 通江縣的苦草壩建立了擁有80多名工人的小型兵工廠，不但制造了手榴彈，還試制成功了平射炮。以后，他又將兵工廠擴建成機械廠、子彈廠、炸彈廠、制藥廠等，對紅軍彈藥的補充，槍械的修理，起了重要作用。

鄭義齋把全部精力和智慧，奉獻于鞏固蘇區(qū)的財政經(jīng)濟工作上，他在工作繁忙之余，經(jīng)常擠時間鉆研馬克思主義政治經(jīng)濟學，他在《干部必讀》、《蘇維埃》等著作中發(fā)表重要文章，并撰定了《實行經(jīng)濟物資集中統(tǒng)一分配，徹底整理財政系統(tǒng)辦法》《財政經(jīng)濟委員會組織與工作概況》等著作，對健全蘇區(qū)財經(jīng)制度，加強經(jīng)濟工作的集中統(tǒng)一領導，發(fā)展蘇區(qū)的經(jīng)濟建設，具有實際指導意義。由于鄭義齋熟悉財務工作，善于發(fā)現(xiàn)和解決實際問題，被大家譽為“紅色理財專家”。

1935年，紅四方面軍離開川陜革命根據(jù)地開始長征。鄭義齋率領總供給部及所屬工廠，隨部隊行動。所到之處，他即刻組織就地籌集糧食和物資。

1936年10月，三大主力紅軍在甘肅會寧地區(qū)會師后，紅四方面軍總指揮部及30軍、9軍、5軍相繼渡黃河西進，組成西路軍。鄭義齋任西路軍總供給部部長，帶領所屬隊伍攜帶大批輜重，邊行軍邊戰(zhàn)斗，隨主力向西轉移。鄭義齋克服重重困難，仍然組織大家設法搞好后勤工作。

1937年1月，進入甘肅省臨澤城下的西路軍遭馬家軍5個團兵力的圍攻。城內只有鄭義齋領導的總供給部和一個警衛(wèi)連，形勢十分嚴重。他立刻按戰(zhàn)斗需要，把全體人員編成班、排、連，委托秦基偉為守城前線總指揮，經(jīng)過5晝夜激戰(zhàn)，在主力紅軍的策應下，突破重圍，轉移到總指揮部所在地倪家營子地區(qū)。3月，西路軍向祁連山轉移，戰(zhàn)斗員部隊大量減員�？偛胯b于局勢嚴重惡化，遂決定召開軍政委員會，討論以后的行動方針。13日凌晨，鄭義齋率領10余名警衛(wèi)戰(zhàn)士，帶上包好的金子和銀元，奔向總指揮部所在地。剛走不遠，就被尾追的馬家軍包圍起來。他沉著應戰(zhàn)，指揮戰(zhàn)士們奮勇殺敵。當馬家軍不斷增多，包圍圈越來越小時，鄭義齋當機立斷，命令戰(zhàn)士小張騎馬突圍，把金子送到指揮部，他帶領其余戰(zhàn)士奮力掩護，小張終于將經(jīng)費安全送到。然而，鄭義齋和擔任掩護的全體戰(zhàn)士，為了保護黨的財產(chǎn)，為革命獻出了寶貴的生命。時年36歲。

全國解放后，為了紀念鄭義齋等烈士，黨和人民政府在甘肅省 高臺鎮(zhèn)烈士陵園為他們建立了紀念碑，朱德題詞中寫道：“偉大的革命先驅的事業(yè)和英名將永遠留在人民的記憶里。”徐向前的題詞是：“你們?yōu)橹腥A民族的解放和勞動人民的利益堅韌不拔、自我犧牲精神和英雄氣概，是我軍無上光榮。”深切表達了黨和人民對鄭義齋等烈士的懷念之情。