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走到半路，忽然想起党员名册不知是否已经带走，决定返回察看处理。同行的同志以形势危险极力劝阻。他坚决地说：
“党员名册最重要，倘被搜去，清吏按名册株连，我党岂尚有余类。我个人冒生命危险去保全多数同志，实分内事。”
言毕，毅然返回。到机关后，军警接踵而至，将机关严密包围。他迅速紧闭大门，取出党员名册烧毁，待军警破门而入时，名册已成灰烬。他从容被捕，被押往海南县署审讯。
清吏严刑逼供，妄图从他口中获悉同党名单。他宁死不招；叱令使跪，坚不屈膝。县令强逼供词，他愤慨激昂，当庭直书，痛斥清庭。
陆皓东面对敌人的斧钺梃杖，坚贞不屈，豪气不减。清吏气急败坏，他手脚被钉上竹钉，牙齿被一颗颗凿落，浑身上下被拷打得血肉模糊，多次死而复苏，始终未吐露一个同志姓名，并严厉呵斥清吏：
“你们虽以严刑加我，但我肉痛而心不痛，其奈我何！”
陆皓东被囚禁死牢10天，又严刑审问3次，终未屈服。后闻革命党人准备聚集劫狱，县令李微庸大为恐慌，连忙报请谭钟麟批准即刻行刑。
1895年11月7日，陆皓东与朱贵全、邱四等一起被绑赴刑场，在敌人屠刀下毫无惧色，英勇就义，时年仅27岁。
后人将仅能找到的他的两枚遗齿及衣冠，葬于他的故乡翠亨村。其“死节之烈，浩气英风，实足为后死者之模范”。
曹龙笙曾阅陆皓东遗书：
“吾姓陆，名中桂，号皓东，香山翠亨乡人，年二十九岁。向居外处，今始返粤。与同乡孙文同惯异族政府之腐败专制、官吏之贪污庸懦、外人之阴谋窥伺，凭吊中原，荆榛满目。每一念後，真不知涕泪何从也。
居沪多年，恰遇孙君，客寓过访，远别故人，风雨连床，畅谈竟夕。吾方以外患之日迫，欲治其标，孙则主满仇之必报，思治其本。连日辩驳，宗旨逐定，此为孙君与吾倡行排满之始。
盖务求惊醒黄魂，光复汉族。无奈贪官污吏，劣绅腐儒，腼颜鲜耻，甘心事仇，不曰本朝深仁厚泽，即曰我辈践土食毛。讵知满清以建州贼种，入中国，夺我土地，杀我祖宗，掳我子女玉帛。试思谁食谁之毛，谁践谁之土？杨州十日，嘉定三屠，与夫两王入粤，残杀我汉人之历史尤多，闻而知之，而谓此为恩泽乎？
要之今日，非废灭满清，决不足以光复汉族，非诛除满奸，又不足以废灭满清，故吾等尤欲诛一二狗官，以为我汉人当头一棒。
今事难不成，此心甚慰。但我可杀，而继我而起者不可尽杀。公羊既殁，九世含冤，异人归楚，五说自验。吾言尽矣，请速行刑。”
曹龙笙被告知，早在1910年11月，同盟会就决定再发动一次大规模的广川起义。他们计划以广川新军为主干，另选革命党人800人组成“先锋”，首先占领广川，然后由黄兴率领一军入湘南，赵声率领一军出赣西，谭人凤、焦达峰在长江流域举兵响应，然后会师金陵，举行北伐，直捣京城。
同盟会吸取历次起义失败的教训，在起义发动前进行了认真细致的准备，筹款购械、组织联络都有专人负责。为了更好地领导起义，在香江成立了统筹部，以黄兴、赵声、曹龙笙为正副部长，下设调度处、储备课、交通课、秘书课、编辑课、出纳课、总务课、调查课，具体领导这次起义，并陆续在广州设立秘密据点，作为办事和储藏军械的地点。革命党决心把这次起义组织好。
统筹部成立后，各课分别派人进入广川开始活动。4月8日，省城内外及各省革命力量大体联络就绪。统筹部决定发难日期定在4月13日，分10路进攻，黄兴为总司令，赵声、曹龙笙为副。“先锋”之外，加设放火委员，预备临时放火，扰乱清军军心。
但是，就在统筹部开会这一天，发生了温生才暗杀署理广州将军孚琦事件，广州戒严。加上美洲的款项和由日本购买的军械也未到，因此，发难日期不得不推迟。
4月23日，黄兴由香港潜入广川，在两广总督衙门附近的小东营五号设立起义指挥部。当时，革命党人已决定于26日举义。因日本、安南方面的枪械稍迟方能运到，而准备响应起义的新军第二标又有5月3日即将退伍的消息，这就使起义陷于既不能速发，又不能拖延的困难境地。黄兴等人临时决定起义延缓一日，定在4月27日，将原定十路进军计划改为四路：黄兴率一路攻总督衙门；姚雨平率军攻小北门，占飞来庙，迎接新军和防营入城；陈炯明带队攻巡警教练所；胡毅生带队守南大门。但胡毅生、陈炯明等认为清军已有防范，提议改期。姚雨平反对改期，但要求发枪500枝以上。黄兴在喻培伦、林文等人的激励下，决定无论如何也要按期发难。
1911年4月27日下午5时30分，黄兴带领“先锋”120余人，