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１９２９年８月２４日，由于叛徒告密，杨殷与彭湃等一批共产党人在上海被捕。国民党军警察特务对他们软硬兼施，企图迫使他们屈服，从他们口中得到党的核心机密。他与彭湃等经受住了敌人的百般拷打与折磨，保持了共产党员宁死不屈的崇高气节。他们知道敌人不会放过他们，在给党中央的信中说：“我们已共同决定临死时的宣说词了。我们未死的那一秒以前，我们努力做党的工作，向士兵宣传，向警士宣传，向狱内群众宣传。”表现了共产党员至死不渝的理想信念。８月３０日，杨殷与彭湃等被反动当局秘密杀害于上海龙华。

１９３３年１０月，中华苏维埃共和国中央革命军事委员会决定，将中国工农红军第一步兵学校命名为中国工农红军彭（湃）杨（殷）步兵学校。