1927年4月下旬,她作为上海代表,赴武汉参加党的第五次全国代表大会,随后出席全国第四次劳动大会,同时作为中国工人阶级的代表出席了在汉口召开的国际工人太平洋劳动大会。在此期间,王根英与陈赓相识,并结为夫妻,不久奉命回到上海,在党中央机关担任地下交通工作。陈赓也辗转来到上海,在中共中央特科负责领导情报工作。在异常艰险的环境中,在特殊的秘密战线上,王根英全力掩护和协助陈赓的工作,为党中央提供了许多重要情报,营救了大批被捕的同志,保卫了党中央和中央领导人的安全。
1931年底,陈赓奉命赴鄂豫皖苏区工作,王根英继续留在上海,负责沪东区工人反帝大同盟分部的工作。在一二八淞沪抗战中,她组织沪东工人救护队、担架队开赴前线,运送伤员,筹购药品等物资,全力支持十九路军的对日抗战。1932年,王根英担任全国总工会组织委员、女工部部长,积极组织领导上海工人运动。1933年12月,由于叛徒出卖,王根英被捕入狱。在狱中,面对敌人的酷刑和非人的折磨,她坚贞不屈,与帅孟奇等共产党员一起,同敌人进行了艰苦斗争。
全国抗战爆发后,经党组织营救,王根英被释放出狱,随后来到延安,进入陕甘宁边区党校学习,后到《新中华报》社工作。1938年秋,王根英被调到八路军一二九师供给部财经干部学校任政治指导员。1939年3月8日,师供给部和学校驻地遭日军突袭包围。在突围的危急关头,王根英发觉一个装有党内文件和公款的挎包没有带出来,毅然冲回村中去取,路上与日军遭遇,壮烈牺牲,年仅33岁。(新华社北京12月11日电)