民国十五年三月十八日,北京五千余人在天安门前集会,抗议日丶英、美等八国的无理要求和段祺瑞政府的投降政策,会后组织游行,段命令卫队向游行队伍开枪,造成“三、一八惨案“。谢伯俞带领十几个同学,抢救伤员,且以国民党北京特别市党部的名义发出通电,呼吁报界报道“三、一八惨案"的经过,在全国进一步掀起反帝、反军阀政府的高潮。四月,国民党北京特别市党部改组,谢伯俞当选为第三届执行委员会委员兼组织部长,下半年又任中共北师大支部书记。同年年底,谢伯俞奉调到苏联大使馆去协助李大钊等人的工作。民国十六年初,又奉命去武汉从事农民运动。不久,中共党组织又调其重返北京。其时张作霖大肆捕杀共产党人,谢与李大钊等避入苏联驻华大使馆。四月六日,张作霖在西方列强的支持下,派人冲入苏驻华使馆,逮捕李大钊、谢伯俞等共产党人,以“组织党部、宜传赤化、颠覆政府"的罪名,将李大钊和谢伯俞处以绞刑,谢伯俞时年仅二十二岁。