1917年，23岁的邓中夏随父进京，考入北京大学文学系。当时杰出的马克思主义者李大钊在北大任教，邓中夏不仅多次听李大钊的讲课，而且还读过李大钊发表的许多文章，给邓中夏很大的教育与启发。在李大钊的引导和十月社会主义革命的鼓舞和影响下，邓中夏开始研究马列主义，并积极投入当时的反帝爱国斗争，成为学校中的积极分子和著名人物。
　　1919年3月，邓中夏等发起组织旨在“增进平民知识，唤起平民之自觉心”的北京大学平民教育讲演团，带领讲演团的同志到街头演讲，使群众懂得了许多反帝反封建的道理。5月4日，邓中夏和北大同学一起，参加了具有历史意义的反帝爱国运动。5月6日，北京中等以上学校学生联合会成立，邓中夏被推为联合会总务干事。1920年3月，在李大钊的领导下，邓中夏、何孟雄、黄日葵、高尚德、罗章龙等秘密组织了马克思学说研究会。邓中夏如饥似渴的学习马克思主义，并注意同中国革命的实际相结合，世界观发生了根本变化，确立了对马克思主义的坚定信仰。
　　1920年10月，邓中夏参加北京共产主义小组。他是共产主义小组的最早成员之一。
　　1920年11月，在李大钊的指导下，北京社会主义青年团成立，邓中夏也成为这个组织的成员。1921年中国共产党正式成立后，中国社会主义青年团临时中央局也在上海组成。根据临时中央局的要求，于同年12月，建立了社会主义青年团北京地方执行委员会，邓中夏当选为书记。
　　1921年8月，中国劳动组合书记部在上海成立，作为中国共产党公开领导工人运动的总机构。邓中夏担任北方分部主任，负责领导北方工人运动。1922年5月，第一次全国劳动大会以后，书记部总部由上海迁往北京，书记部主任由邓中夏担任。
　　1923年8月，中国社会主义青年团第二次代表大会在南京举行。大会接受了共产党所确定的建立革命统一战线的方针，同意青年团员以个人名义加入国民党。大会选举7人组成中央执行委员会，邓中夏被选为中央执行委员会委员。大会组织临时中央局，邓中夏被推选为委员长，主持团中央的工作。
　　1924年中国工人运动又掀起高潮，从此，邓中夏离开了青年团工作岗位，专心致力于上海工人运动。1925年4月，邓中夏奉命离开上海，前往广州。他在上海工作期间，撰写了不少文章，对工人运动、青年运动、农民运动和士兵运动等方面的重要问题提出了不少卓越见解。这说明，邓中夏对马列主义已经有了比较深刻的认识，并能以马列主义的立场、观点与方法，来探讨中国革命中的各种实际问题了。
　　1927年4月12日，蒋介石发动反革命政变后，邓中夏来到武汉，他又参加了中共中央为挽救革命而在汉口召开的“八七”会议。这次会议撤消了陈独秀的领导职务，选举了新的中央临时政治局，邓中夏当选为中央政治局候补委员。不久，邓中夏被派往上海，担任中共江苏省委书记。1928年2月，邓中夏又被派往香港，任广东省委书记。
　　1928年3月18日，赤色职工国际第四次代表大会在莫斯科召开，邓中夏和苏兆征一起，率领中国工会代表团出席了这次会议。他们两人又一次被选为赤色职工国际中央执行局委员。6月18日，邓中夏和周恩来、瞿秋白等一起，参加了在莫斯科召开的中国共产党第六次全国代表大会，并当选为候补中央委员。
　　1930年7月19日，邓中夏从莫斯科回到上海。9月，邓中夏被党中央派往苏区革命根据地工作。王明上台以后，邓中夏被撤掉全部职务。1932年秋，党组织委派邓中夏担任全国赤色互济总会主任兼党团书记，从事国民党统治区的地下工作。
　　1933年5月15日晚，邓中夏去互济总会研究和布置工作，被法租界巡捕房逮捕，同时被捕的有互济总会援救部长林素琴。邓中夏化名施义，但敌人怀疑他是我党负责干部。邓中夏据理力争，还请著名律师史良等人帮助自己辨护。任凭敌人严刑拷打，他始终不暴露自己的身份。后因林素琴经不起敌人的威逼利诱，供出了邓中夏的真实身份。国民党中央党部立即收买了法租界巡捕房，邓中夏被引渡解往南京，押往南京国民党宪兵司令部监狱。在狱中，他以共产党员的坚定信念和钢铁意志，挺住了敌人金钱厚禄的利诱和严刑拷打的摧残。他对狱中地下党支部负责人说：“请告诉大家，就是把邓中夏的骨头烧成灰，邓中夏还是共产党员。”
　　1933年9月21日黎明，在雨花台下，邓中夏高呼“打倒国民党！”“中国共产党万岁！”口号，为共产主义事业英勇地贡献出了自己的宝贵生命。牺牲时，年仅39岁。