1927年大革命失败后，邓贞谦受组织委派，以特派员的身份回到萍乡从事农民运动。
他与中共萍乡党组织取得了联系，并在萍乡县城东门伞铺里建立了党的秘密机关，以《新萍周刊》主编的身份为掩护，进行广泛的社会联系，积极恢复、发展党的组织，吸收了一批政治上可靠的工人、农民和进步青年入党。
由于工作出色，1927年12月5日，在中共安源市委召开的扩大会议上，时年20岁的邓贞谦被推选为中共安源市委委员，不久，又被安源市委派往萍乡湘东区担任区委书记。当时，为响应中共湖南省委促成湖南全省总暴动的政策，中共安源市委决定分五个区域准备萍安总暴动。邓贞谦积极准备，并通过办刊“结识”了驻扎在上栗的国民党靖卫队队长，“介绍”多名共产党员、共青团员到该队“当兵”，很快摸清了靖卫队的布防情况。
1928年1月15日，暴动队成功发起起义，袭击了上栗靖卫队驻地，一举夺得50余支枪，暴动首战告捷。第二天，起义部队到上栗斑竹山，宣布建立革命根据地，成立了中国工农革命军直辖第二团，并开展了轰轰烈烈的打击土豪劣绅和筹建苏维埃政权等革命工作。
斑竹山起义震惊了国民党当局，他们立即纠集萍、浏、醴三县反动派军队发动“围剿”。起义军虽进行了英勇战斗，但由于寡不敌众，3个月后起义失败。为了保存革命火种，邓贞谦等人组织起义队伍埋藏枪支，分散隐蔽，以图东山再起。
斑竹山起义期间，邓贞谦被组织上派往东桥，代表中共安源市委正式接管小西区党组织和工农武装。1928年3月，萍乡之敌深入小西区，白色恐怖十分严重。为了集中力量打击敌人，邓贞谦等人把萍乡区游击营与醴陵南区游击营合编为萍醴游击营。此后，邓贞谦应工作需要离开部队，但仍设法和部队保持联系，并及时把毛泽东转战井冈山的情况传递给他们。
此后，由于邓贞谦的身份暴露，《新萍周刊》遭封查，邓贞谦便来往于宜春西村、萍乡宣风、湘东各地，领导进行恢复扩大党组织、发动建立工农武装的活动。
不幸的是，邓贞谦从井冈山返回萍乡路过南坑的街头时，被靖卫团认出并逮捕。邓贞谦被捕后，面对敌人的威逼利诱和严刑拷打，他咬紧牙关，没有向敌人吐露一个字，并在监狱的墙壁上挥笔写下了“暴动不怕激烈，牺牲要有价值”和“坚决执行土地革命，彻底消灭统治阶级”两副对联以明志，表现出共产党员的英雄气概。
1928年6月8日中午，邓贞谦被敌人残忍地杀害在萍乡县城大西门外的一棵茶树下，年仅21岁。
