二月罢工复工后，日本资本家并不甘心失败，伺机进行反扑，不但不履行双方议定的复工条件，反而在4月间借口棉纱销路不好，要开除工人。工会多次交涉都无结果。5月上旬，上海日本纺织厂同业会公开宣布不承认工会，并对罢工采取强硬态度。
面对此种情况，李立三与蔡和森、刘华等研究了对策，决定再一次进行罢工，并总结了上次罢工的经验教训，在策略上有所改变：不采取总罢工的形式，而是轮流罢工或怠工。先由5厂东西两厂和8厂、12厂罢工，7厂照常上工。因7厂是织布厂，纱厂罢工后，布厂的原料（棉纱）缺乏，开工不足，而工人的工资仍需照发。开始还发全工资，后改发半工资。到5月15日，日本资本家借口无纱，把7厂厂门关闭，不准工人上工。7厂工人要求上工，聚集在厂门外的好几百名工人把厂门冲开，顾正红带头冲到办公室前，准备与日本资本家讲理，日本内外棉株式会社副总大班元木、小大班川村等带着一批人冲出来，川村向顾正红开数枪，先后击中顾正红的腿部、腹部和头部，经抢送医院，于17日不治身亡。此时，工人们准备转到三德里去。在渡船上发现一名日本人冒充中国工人探听消息，工人们把他扭住。在围墙上岗亭的日本哨兵看见，就朝下面人群开枪，又打死2名工人，伤10余人，逮捕3人。
惨案发生后，刘华赶紧向中共上海地委作了汇报。当晚，中共上海地委正在开会，李立三报告了近期小沙渡工人罢工及日本人枪杀顾正红等情况，会议派李立三立即赴小沙渡进一步了解情况。李立三连夜赶到潭子湾，与刘华一起研究对策，当即以工会名义发表宣言，公布顾正红惨案发生经过，控诉日本人暴行；提出惩办凶手，承认工会有代表工人之权等8项要求。李立三写了《为日本惨杀同胞顾正红呈交使文》，揭露和控诉了日本资本家屠杀中国工人的新罪行，并印成传单广泛散发。
5月16日，中共中央为援助纱厂罢工，发出了第32号通告，呼吁“各地同志对于此事，应即号召工会、农会、学生以及各种会社团体一致援助”。19日又发出第33号通告：“号召一个反对日本的大运动”。同日，李立三在中共上海地委召开的宣传联席会议上发言提出：公祭顾正红，“作一大示威运动计划”。会议决议：确定了学生代表会、雪耻会、国民党上海执行会、店员联合会等方面的负责人以及游行示威的总指挥；假文治大学召开新闻记者会；露天讲演与募捐同时进行；全国学联通告各地学生会募捐和抵制日货等。
惨案发生后，租界当局严密封锁舆论。“新闻报纸更因受捕房压迫，不敢揭载此项消息。学生会四发宣言，均拒而不登”。因此，李立三在22日召开的中共上海地委会议上发言说：公祭顾正红大会可有万人参加，“现在还没有得到社会上一切小资产阶级之同情起来援助，现在的斗争，只是极明显的纯粹无产阶级的大活动，没有广泛的争取社会上一切小资产阶级的同情与援助，是不对的。太过则反而引起政治上之压迫。”所以，这次会议“取消了原定的游行示威计划”。李立三的这个动议，从一个侧面反映了李立三领导革命具有较丰富的斗争经验和较高的策略水平。
游行示威因条件不具备暂时放弃，并不影响李立三要藉顾正红被害案倾力唤起工人群众的决心。24日，纱厂工会举行有数万工人参加的大会，公祭顾正红。潭子湾三德里人山人海，庄严肃穆，笼罩着一派悲痛与愤怒的气氛。挽联是：“先生虽死精神不死，凶手犹在公理何在”，横额是：“工人先锋”。
李立三在追悼大会上发表慷慨激昂的讲话，痛斥帝国主义的暴行，鼓舞工人踏着烈士的血迹，坚决与帝国主义斗争到底！公祭大会成为反对日本帝国主义的宣传大会，也是一次显示上海工人阶级坚强的战斗意志的大会。大会还在进行时，军阀孙传芳派出军队，荷枪实弹，意图进行镇压。但工人们毫不退缩动摇，大家手挽着手，同仇敌忾，与军队对峙。杨之华、刘清扬等率一批女工走上前去，说服这些军人，声泪俱下地控诉日本资本家对中国工人的残害，激发他们的民族感情，许多军警当场被感动得流下了眼泪……
革命的学生对工人的斗争一直是很支持的。早在工人夜校成立之初，就有不少上海大学的学生去讲课。在二月罢工时，大夏大学的学生帮助印刷传单。顾正红被惨杀后，同学们都十分气愤，首先挺身而出，进行募捐，支持工人斗争，先后有19名学生和工人被租界当局抓捕。帝国主义者想尽办法折磨被捕的学生和工人。帝国主义的压迫，更加激起广大学生的愤慨。上海学联和全国学联分别于25日、26日召开会议，发表宣言，抗议帝国主义枪杀工人，逮捕学生，号召废除不平等条约，收回租界，取消领事裁判权等。27日上海学联再次开会，决定：①通过传单、露天演讲，向公众说明罢工真相；②募捐援助罢工工人；③设法营救被捕学生。各学校60多个团体成立“上海各团体援助被捕学生联合会”，通过章程，选举15人组成委员会，决议联合其他各团体共同行动。
28日，党中央和上海党组织召开联席会议，陈独秀、李立三、蔡和森、恽代英、郭景仁、梅电龙、黄正厂参加了会议。李立三在会上作了关于罢工形势的报告，他指出：“必须扩大社会的运动势力，各团体、各学生起来援助工人”；要求国民党党部命令各区分部组织演讲队；雪耻会要“运动各同乡会”，“引起各团体注意”。会议最后作出4条决议：①分头向各校负责人谈话；②向各校宣传，并需派工人同志同去；③印发传单一一包括外人侵略一切事实；④上街演讲。并定于30日下午举行反帝大示威。
