國(guó)民黨得知特科曾在楓林橋布陣劫車，十分恐慌，蔣介石急電就地處決彭湃等人。8月30日，彭湃等即遭槍殺。消息傳來(lái)，全黨悲憤，周恩來(lái)親自草擬了《彭?xiàng)铑佇纤耐颈粩橙瞬稓⒔?jīng)過》、《中國(guó)共產(chǎn)黨反對(duì)國(guó)民黨屠殺工農(nóng)領(lǐng)袖宣言》、《以群眾的革命斗爭(zhēng)回答反革命的屠殺》等文，號(hào)召人們“踏著死難烈士的血跡，一直向前努力，一直向前斗爭(zhēng)！”同時(shí)明令：“一定要把叛徒白鑫干掉?！?/p>

特科又通過楊登瀛了解白鑫的行蹤，偵知他企圖逃往南京。周恩來(lái)指示不能讓其逃脫，制裁要堅(jiān)決執(zhí)行。白鑫自知必成紅隊(duì)追殺的對(duì)象，在國(guó)民黨特務(wù)范爭(zhēng)波、范爭(zhēng)洛等嚴(yán)密護(hù)衛(wèi)下深居不出。

9月初，白鑫突然出現(xiàn)在作為中共中央重要聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的達(dá)生醫(yī)院，原來(lái)他患了瘧疾。白鑫本與醫(yī)院主管醫(yī)生柯麟相識(shí)，但不知他是中共地下黨員。柯麟在為他開罷藥方后，試圖將白穩(wěn)在醫(yī)院，乘機(jī)發(fā)出消息，可狡猾的白鑫見柯麟離開診室，隨即不辭而別。

柯麟經(jīng)診斷，認(rèn)為白的病尚需幾個(gè)療程才能好，特科遂策劃在白鑫再次到達(dá)生醫(yī)院就醫(yī)時(shí)行刺。然而，白鑫再也沒外出就醫(yī)，只是請(qǐng)柯麟只身到他的住所為其診治。時(shí)隔月余，楊登瀛傳來(lái)確信，白最終確定將于11月11日逃往意大利避風(fēng)。周恩來(lái)決定，叛徒的死期就是他動(dòng)身的那一天。

顧順章、陳賡和譚忠余研究了嚴(yán)密的行動(dòng)計(jì)劃，由譚忠余等10名紅隊(duì)隊(duì)員在白鑫住宿的范公館附近，用手槍射殺白鑫，然后迅速撤離。

11月11日午后，由顧順章親自指揮，陳賡、譚忠余等潛入白鑫住所周圍的弄堂，分別裝扮成小販、修補(bǔ)匠、送衣人或過路者。入夜10點(diǎn)，公館附近寂靜冷清，兩輛車開到公館門前，保鏢和傭人搬運(yùn)行李忙活了好一陣，可白鑫仍未露面。

約摸一小時(shí)后，有六七個(gè)人從公館后門走出，白鑫也在其中，紅隊(duì)隊(duì)員迅速撲過去向白鑫射擊。由于夾裹在人群之中，白鑫沒有被第一排子彈擊中。他頓時(shí)意識(shí)到大難臨頭了，一面撥槍還擊，一面狂奔奪路而逃。

白鑫的保鏢隨即開槍抵抗，看門的巡捕也前來(lái)護(hù)衛(wèi)，一時(shí)槍聲大作。槍戰(zhàn)中，負(fù)責(zé)保護(hù)白鑫的國(guó)民黨上海市黨部執(zhí)行委員范爭(zhēng)波，身中三槍，重傷倒地；其弟范爭(zhēng)洛連中六彈，當(dāng)即斃命；巡捕中亦有人被打死。

三名紅隊(duì)隊(duì)員對(duì)狂奔的白鑫緊追不舍，終于在他跑出二十多個(gè)門院時(shí)，將他擊倒，其中一顆致命的子彈，由前額洞穿后腦。

白鑫在眾多保鏢護(hù)衛(wèi)之下，仍然未能逃脫中共特科的追殺，使整個(gè)上海震驚。數(shù)十家報(bào)紙爭(zhēng)相報(bào)道白鑫被擊斃一事。有的報(bào)紙還用紅色標(biāo)題大加渲染，稱之為“東方第一大暗殺”。