在北京大学,邓中夏接触到李大钊,开始研究马克思主义,1919年“五四”运动爆发。北京中等以上学校成立学生联合会,邓中夏被推为联合会总务干事。他受北京学联派遣来到湖南,和毛泽东一起组织了湖南学联,发动和参加了湖南的爱国斗争,稍后又前往上海参加了全国学联成立大会。
1920年3月,邓中夏参加了由李大钊领导的马克思学说研究会,同年10月参加北京共产主义小组。
1921年中国共产党成立,邓中夏是最早的一批党员。1922年6月第一次全国劳动大会后,邓中夏担任中国劳动组合书记部主任。8月,他领导了长辛店铁路工人大罢工。同年,在党的二大上,邓中夏当选为中央委员。以后,在党的三大、五大、六大上,他分别当选为中央委员或中央候补委员。
1923年2月7日,爆发了京汉铁路大罢工,邓中夏是罢工的主要组织者和领导者。4月,党派邓中夏到上海大学工作,被聘为该校总务长,同时主持上海大学附设平民夜校的工作,期间,他组织学生到杨树浦等工人集中的地区创办平民夜校和工人补习学校,宣传真理,提高工人觉悟。1924年,邓中夏离开上海大学,专心致力于上海工人运动。
1925年2月,上海22家日商纱厂4万多工人举行了二月同盟大罢工,邓中夏是指导罢工委员会的总负责人之一。19日,日本人勾结中国警察署,逮捕了沪东工人进德会会长、共产党员蔡之华及工作人员,还封掉了工人进德会。邓中夏指示大康、裕丰纱厂立即组织工会,把工人组织起来开展斗争。罢工中,工人冲入租界,与军警发生冲突,多人被捕。邓中夏因化装亲自参加和领导工人的游行示威,也与许多工人一起被捕。由于当时正处于大罢工的高潮中,当局迫于压力,不得不释放邓中夏和其他被捕的工人。这次罢工成为“五卅”运动的前奏。
1925年4月,邓中夏奉命离开上海前往广州,担任中华全国总工会秘书长兼宣传部长、中华全国总工会党团书记。
“五卅”惨案发生后,为了支持上海工人的总罢工,邓中夏与苏兆征等人组织和领导了省港大罢工,前后坚持16个月之久,沉重打击了英帝国主义,有力地支援了北伐战争。
大革命失败后,在党的“八七”会议上,邓中夏当选为临时中央政治局候补委员。
不久,他来到上海,担任江苏省委书记。1927年底,邓中夏领导了上海杨树浦纱厂6万工人参加的同盟大罢工和上海数千电车工人的大罢工。为配合工人运动的发展和保卫党的组织,在邓中夏的领导下,组织了“打狗队”,这支革命的武装组织狠狠打击了叛徒、特务、工贼的反革命气焰。
1930年9月,邓中夏被党中央派往苏区革命根据地,担任湘鄂西特委书记和红二军团政治委员兼前敌委员会书记。王明上台后,推行“左”倾教条主义,给中国革命造成很大的危害,邓中夏对王明提出了批评,王明不但不接受,反而于1931年夏撤掉邓中夏全部职务。
1931年冬,邓中夏又被调回上海,王明一伙完全从宗派立场出发,对邓中夏进行打击报复,不给他分配适当工作。1932年3月至5月只让他在沪东区委宣传部做些抄抄写写、刻刻钢板之类的杂事,后来又叫他和匡亚明一起办一份名叫《前线》的油印小报。当时王明一伙不发给邓中夏生活费用,他只能依靠他妻子李惠馨在一个工厂中做工而领得的微薄工资,勉强维持艰苦生活。但是即使在这种含冤忍辱、一贫如洗的逆境中,邓中夏对党的事业仍是忠心耿耿,《前线》小报办得很出色。因此,后来在上海党组织内部,许多人都知道沪东区委宣传部有一个很会写文章的干部,并纷纷来到这里求援。
1932年11月,邓中夏担任全国赤色互济总会主任兼党团书记。
1933年5月15日晚,邓中夏不幸在上海法租界被捕。他化名施义,任凭敌人严刑拷打,始终不暴露自己的身份。后因同时被捕的一个女叛徒经不起敌人的威逼利诱,供出了邓中夏的真实身份。国民党中央党部立即派大员到上海,用巨款收买了法租界捕房,邓中夏被引渡解往南京,关押在南京宪兵司令部看守所。
敌人威逼诱降阴谋一次次失败,于是就对邓中夏施以各种法西斯刑罚,上电刑,坐老虎凳,皮鞭抽打……他被打得遍体鳞伤,血迹斑斑,这些都不能使邓中夏屈服。
1933年9月21日,我党和工人运动的早期领导人之一邓中夏被国民党反动派杀害于南京雨花台下,牺牲时年仅39岁。