1928年4月中旬，陳芬曾與幾個同誌扮作鹽販，打算去井岡山尋找朱德。他們到了永興縣界，見敵人沿路崗哨林立，封鎖很嚴，無法通行，只好返回耒陽。5月4日傍晚，他來到高小時的同學王鶴林家。不料王鶴林壹面安排他住了下來，壹面暗地去挨戶團報信，當晚陳芬即被挨戶團逮捕。
陳芬被捕後，敵人把他押到芭蕉敖山挨戶團分部嚴刑逼供，他威武不屈。敵人原想將他押往縣城，惟恐途中有變，決定就地立即將他處死。第二天清早，敵人在敖山貫武橋上把他殺害，陳芬時年25歲。