１９２７年四一二反革命政变后，苏兆征出席在武汉召开的党的五大，当选为中央政治局候补委员。会后，他与刘少奇、李立三主持召开了第四次全国劳动大会，对国民党新军阀屠杀共产党员和革命群众、摧残工会的罪行提出强烈抗议，明确宣布：“无论付出多大牺牲，中国无产阶级将坚持斗争到底！”为挽救革命，党中央在汉口召开紧急会议，即八七会议。会议确定了土地革命和武装反抗国民党反动派的总方针，选出了新的临时中央政治局，苏兆征当选为中央临时政治局委员，他与瞿秋白、李维汉一起被选为中央政治局常委，成为党的核心领导之一。会后，苏兆征到上海参加党中央领导工作，负责管理中央财务小组和全国总工会。

１９２８年春，苏兆征赴苏联参加赤色职工国际第四次代表大会和共产国际第六次代表大会，均当选为执委会委员，并当选为农村工会国际副委员长，成为国际职工运动中享有威望的领导人之一。在莫斯科期间，苏兆征出席了党的六大，仍当选为中央政治局委员、常委。

长期艰苦的斗争和紧张的工作，使苏兆征积劳成疾。１９２９年２月２５日，苏兆征不幸病逝。第二天，中共中央政治局向全党发出悼念苏兆征的通告，指出：苏兆征同志在工作中，充分表现了无产阶级的艰苦卓绝精神和坚决的政治意识，他的革命精神，是全党的模范，全党要学习苏兆征的革命精神，向前奋斗。各地党组织纷纷通过各种方式举行悼念活动，纪念这位中国共产党的优秀党员和杰出的工人运动领导人。