陈延年的早年好友、与陈家世交的上海亚东图书馆经理汪孟邹突然接到从上海警察局寄来的一封信，潦潦草草的几行字：“我某日在某处误被逮捕，关押在市警察局拘留所。我是正式工人，当然不会有什么大问题。不日可讯明释放。现在我的衫裤都破烂了，请先生替我买一套布衫裤送来。”此信署名陈友生，但汪孟邹从字迹上认出信是陈延年写的。
汪孟邹得悉陈延年被捕，心急如焚，衫裤也来不及买，即乘火车到了南京。到南京后汪孟邹急急忙忙找到安徽同乡胡适。见面后，汪便把陈延年的信交给胡适看。胡适认不出陈延年的笔迹，便问汪孟邹：“这是什么人？你知道我生平不听‘假话’，你必须水旜姓名，我方可营救他。”汪告诉胡适：“写信人就是陈延年。”胡适表示：“好吧，我设法通过吴稚晖营救他。”分手时，胡适要汪孟邹先回上海等候消息，自己钻进小汽车，直接来到吴稚晖家中，并把信交给了吴稚晖。
吴稚晖本来与陈独秀、胡适都熟，又因信仰无证府主义帮助过陈延年、陈乔年兄弟赴法勤工俭学。但陈独秀文笔不留情，骂过吴稚晖为老狗，又因陈氏兄弟在法国已公开放弃无证府主义转而笃信马克思主义，“四一二”前后坚决反蒋。吴稚晖心里很清楚，陈延年是共.产當内反对蒋介石的强硬派，陈在代表共.产當与国民當汪精卫、蒋介石谈判合作问题时，总是坚持原则，使他们无隙可乘，蒋介石对陈延年可谓恨之心头。
汪孟邹的愿望虽好，不料好心办成了坏事。吴稚晖得悉陈延年被捕，欣喜若狂，立即向上海警备司令杨虎告密，诬陈延年“恃智肆恶，过于其父百倍”。本来与陈延年同时被捕的中共江苏省委宣传部长韩步先，在敌人的严刑拷打下叛.变并供出烧饭师傅即是陈延年。就在杨虎将信将疑时，吴稚晖给他的信，使杨对陈延年的真实身份确信无疑。
汪孟邹带着满怀的希望，欢欢喜喜回到上海。左等右等，但是总等不到胡适的消息。1927年7月5日，上海《申报》披露了吴稚晖给杨虎的一封信，编者拟的题目是《铲除共當巨憨》，说“今日闻尊处捕获陈独秀之子延年……不觉称快，先生真天人，如此之巨憨就逮，佩贺之至”。汪孟邹见报，顿时瘫倒在椅子上。忠厚的汪孟邹无意中把陈延年送上了不归路，他懊悔不已！胡适见到报纸，对吴的行为也深感不满。毕竟，别人请你营救，你非但不救，还落井下石。何况，陈延年又是陈独秀的儿子，即便有证治上的分歧，也不至于到出卖他人的地步。而陈延年至死也没有想到，生死关头出卖自己的正是阴险狡诈的吴稚晖。
陈延年英勇就义
陈延年的身份暴露后，国民當开始以许诺引诱，妄图从这位共.产當的高级领导人那里得到口供，但却一无所获，于是对陈延年施以重刑。陈延年虽然被打得体无完肤，几次昏死过去，仍只字不吐。国民當当局无计可施，只得下令将陈延年秘密处决。
1927年7月4日深夜，敌人借着夜幕，把陈延年秘密押赴龙华刑场。刽子手喝令他跪下，他大义凛然地说：“革.命者光明磊落，视死如归，只有站着死，决不下跪。”刽子手们一拥而上，把陈延年按倒在地，随即挥刀砍去。在这一瞬间，陈延年一跃而起，傲然挺立，双目如怒火喷向刽子手。砍下去的屠刀扑了个空，刽子手们恼羞成怒，蜂拥而上，以乱刀将陈延年砍死，剁成数块。敌人杀害陈延年后，蒋介石惟恐舆论谴责，亲自下令不准陈延年的家人收尸，陈延年牺牲时年仅29岁。
陈延年牺牲后，毛泽东曾高度评价他为“當内不可多得的人才”；周恩来曾感触地说：“广东的當团结得很好，當内生活也搞得好，延年在这方面的贡献是很大的”；董必武称赞他是“是當内不可多得的证治家”。
