Nhận thấy Lý Tự Trọng mới 10 tuổi nhưng thông minh, ham học hỏi, cho nên bà con Việt kiều ở bản Lạc Khon bàn với cha, mẹ cho anh vào lớp đào tạo cán bộ cách mạng để chuẩn bị cho lực lượng về nước hoạt động. Tại lớp học này, các đồng chí cán bộ chủ chốt Hội Việt Nam Thanh niên Cách mạng đồng chí Hội như: Hồ Tùng Mậu, Lê Hồng Sơn, Lê Hồng Phong, Phạm Hồng Thái... giảng về những vấn đề chủ chốt của cách mạng. Lớp học chọn lựa những thanh, thiếu niên ưu tú đưa sang Quảng Châu, Trung Quốc học tập, rèn luyện theo chỉ đạo của lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc và tại đây chính Người đã trực tiếp đặt tên anh là Lý Tự Trọng, để sau này bí mật đưa về nước. Lúc đó Lý Tự Trọng mới 15 tuổi. Ðầu năm 1929, dù chưa học xong Trường Tôn Trung Sơn do Hội Việt Nam Thanh niên Cách mạng đồng chí Hội gửi học, song do bọn phản động trong Quốc dân Ðảng Tưởng Giới Thạch bắt đầu trở mặt, phản bội lại tư tưởng Tôn Trung Sơn, cho nên bọn mật vụ Pháp bắt đầu lùng bắt những người yêu nước Việt Nam ở tại Quảng Châu.
Một số chiến sĩ cán bộ của Hội tạm lánh về nước, trong đó có Lý Tự Trọng. Qua quá trình học tập và sau nhiều thử thách trong công tác liên lạc bí mật và bảo vệ của tổ chức, anh được Hội Việt Nam Thanh niên Cách mạng đồng chí Hội cử về nước chuẩn bị cho vận động để thành lập Ðoàn Thanh niên Cộng sản yêu nước tại Sài Gòn. Ngày 9-2-1931, tại Nhà thi đấu Sài Gòn có cuộc mít-tinh kỷ niệm Cuộc Khởi nghĩa Yên Bái với sự tham gia đông đảo các tầng lớp nhân dân. Tổ chức Ðảng dự tính trước, đã cử một số cán bộ đi tuyên truyền chớp nhoáng và là để bảo vệ an toàn cho nhân dân tại cuộc mít-tinh, diễn thuyết nói trên. Ðúng 8 giờ 15 phút, lúc sau trận bóng đá đã tan trên sân vận động Trường Mayer (nay là Trường THPT Võ Thị Sáu), cuộc diễn thuyết chớp nhoáng của cán bộ Ðảng cử ra vừa kết thúc, thì bọn mật thám thực dân Pháp tràn tới. Tên cò Pháp Lơ Grăng nhảy vào bắt đồng chí Phan Bôi, là người tổ chức Ðảng ta cử ra vừa diễn thuyết xong. Ngay lập tức người thanh niên trẻ tuổi Lý Tự Trọng - được tổ chức ta cử làm bảo vệ cho buổi diễn thuyết - rút súng ngắn bắn gục ngay tại chỗ tên mật thám thực dân Pháp Lơ Grăng. Lý Tự Trọng bị thực dân Pháp bắt ngay sau đó. Chúng thay nhau tra tấn, hòng tìm ra tên tuổi những người chỉ huy cuộc diễn thuyết. Song càng tra hỏi, thì anh càng im lặng, cho tới khi chúng đánh anh ngất xỉu. Chúng nhốt anh vào hầm riêng, chờ ngày xét xử và cuối cùng kết án tử hình anh. Cuối năm đó, ngày 21-11-1931 tại Khám lớn Sài Gòn, đứng trước bàn máy chém, anh vẫn bình thản, hiên ngang như đã làm xong nhiệm vụ vinh quang mà Tổ quốc giao cho mình.
Trước khi lên máy chém, mấy lần anh gọi tên: Tổ quốc Việt Nam thân yêu và hát vang bài Quốc tế ca: "Vùng lên hỡi các nô lệ ở thế gian!". Lời hát ấy vang mãi nơi anh bị giam giữ. Người anh hùng trẻ tuổi Lý Tự Trọng đã ra đi khi mới bước sang tuổi 17, song lý tưởng của anh còn sống mãi trong câu nói nổi tiếng trước khi bị xử tử: "Con đường của thanh niên, chỉ có thể là con đường cách mạng".
Tại Bảo tàng Hồ Chí Minh (Hà Nội), hiện còn lưu giữ bốn bài viết của Bác Hồ khi còn sống về anh Lý Tự Trọng, như một tấm gương sáng ngời về chủ nghĩa và tinh thần yêu nước, bất khuất của tuổi trẻ Việt Nam.
