就在张太雷血染羊城之后的第五天——1927年12月17日晚9时，在汉口空场（今焕英里），一排国民党士兵举起了手中的枪。黑漆漆的夜空中传来一声“胡宗铎的手段真辣啊”的怒号，便响起了枪声。中国共产党“一大”代表李汉俊就这样离开了人世……
李汉俊临终前狠狠咒骂的那个胡宗铎，当时是国民党武汉卫戍司令。
与李汉俊同时被枪决的还有詹大悲。
当天下午5时，李汉俊在汉口日租界中街（今胜利路上段）四十二号，正与詹大悲下象棋，危浩生在一旁观看。
突然，几个便衣密探在日本巡捕的陪同下，出现在李汉俊面前。
李汉俊续弦之妻陈静珠正怀孕，见状声泪俱下。李汉俊自知在劫难逃，尽力安慰着妻子。
密探押着李汉俊、詹大悲以及危浩生走了。
陈静珠赶紧叫了一辆黄包车，风风火火前往汉口汉中胡同益寿里，向嫂嫂薛文淑哭诉。
薛文淑冒着寒风，跳上一辆黄包车，赶往大智门的一家旅馆。李书城为了躲避密探，正与另一位同盟会元老孔庚住在那里。
薛文淑见到李书城，急告李汉俊被捕的消息。
“你先回去，我马上就来！”李书城一听弟弟被捕，非常着急。
薛文淑回到家，正在安慰陈静珠，却见本家老爹李万青奔了进来，气喘吁吁道：“大先生（即李书城）和孔庚一起被抓走了！听说，关在卫戍司令部楼上！”
真是祸不单行，李书城未能救出弟，弟，自己也被捕了！
薛文淑求救于耿伯钊（当时是汉口的一个局长），他摇头，说是无能为力。
李汉俊和詹大悲被捕后，先是押往武汉卫戍司令部，旋即押往汉口特别公安局。未经审讯，立即押往刑场，执行枪决！
就这样，李汉俊和詹大悲在被捕后四个小时，便在枪声中倒下！
李书城终究是同盟会元老，在狱中被关押了一百多天，经冯玉祥、程潜等出面营救，这才获释。……
李汉俊对于中国共产党的建立，是有过殊勋的。然而，在中国共产党“一大”之前，他便与陈独秀意见不合。中国共产党“一大”之后，陈独秀从广州回沪主持中国共产党中央局工作，李汉俊又与陈独秀产生明显的分歧。这样，他在1922年离沪回到武汉。不久，他脱离了中国共产党。
关于李汉俊脱离中国共产党的经过，各种说法不一，包惠僧说李汉俊是“1922年被党开除的”，陈潭秋说“在第四次代表大会上被开除党籍”，蔡和森则称“直到第四次大会都对汉俊表示同情”。《中国共产党党史人物》第11卷“注释◆◆◆3”对这一问题作了如下注释：
我们认为此事大致经过是这样的：“1922年李汉俊因与陈独秀、张国焘政见不一，实际上离开了党中央工作岗位，回到武汉。党的‘二大’时，他向党中央写过一份意见书。从蔡和森提供的资料来看，其主要内容是反对共产党人加入国民党，主张党的组织原则采用苏维埃联邦宪法，不赞成民主集中制。陈独秀曾致电请他参加‘二大’。但是他托人将意见书从河南带至大会，自己却‘始终没有到会’。随后便和‘玄庐、望道等退出党’党曾做过他的工作，根据马林建议，党的‘三大’在他未出席的情况下，仍选他为五名候补委员之一。1924年，鉴于他自动脱党，中国共产党中央便正式将其‘开除’。据蔡和森的回忆，当时‘大部分同志认为李汉俊等退党是陈独秀同志的专横，使汉俊等消极’。同时他的被开除与张国焘的打击也不无关系。”
李汉俊脱离中国共产党之后，曾任武昌高等师范、武汉大学教授，汉口市政督办公署总工程师，北洋军阀政府外交部秘书。
在北伐军占领武汉之后，李汉俊任国民党湖北省党部委员、湖北省政府委员兼教育厅厅长、青年部部长。
然而，国民党右翼仍不放过他。如1927年12月16日《顺天时报》所述：“湖北政权由‘左’倾分子李书城及亲共分子李汉俊、詹大悲所主持。”
这样，桂系军阀、武汉卫戍司令胡宗铎便下令缉拿李氏兄弟及詹大悲，发生了12月17日那悲惨的一幕……
李汉俊离世，遗下妻子陈静珠。他和陈静珠是在1923年春节结婚的。
据薛文淑回忆，李汉俊前妻姓陈，两人感情甚笃，不幸于1918年去世。朋友们劝李汉俊续弦，他提出一个条件，新人必须姓陈，而且要志同道合；倘谈不上志同道合，那就找一个什么都不懂的人，但也必须姓陈。他的朋友万声扬的姨妹恰好姓陈，叫静珠，文盲，符合李汉俊的“条件”，他答应结婚。新婚之日，他与新娘才第二次见面！
友人们都为他与陈静珠婚后感情担心。出乎意料，他俩感情非常融洽。风声日紧时，李书城劝李汉俊去日本避难，李汉俊因妻子怀孕宁住汉口日租界。李汉俊死后，陈静珠生下一女，取名李声“图_figure_0000_0001”。后来，李汉俊之子李声篝、李书城之子李声华、李声宏，均加入中国共产党。
1952年8月，中央人民政府内务部给李汉俊家属颁发烈属证书，写着：“李汉俊同志在大革命中光荣牺牲，丰功伟绩永垂不朽！”证书由毛泽东签署。
