这一夜至通宵，潘文郁写了3万多字的自述，说明其脱党以后的精神痛苦，并再次与中共党组织联系的经过。其中有对共产主义运动的形成、中国共产主义运动的历史以及他为什么加入共产党等等作了详细的叙述；因为他是黎天才推荐给张学良的，自述中对累及黎天才表示遗憾。
放下笔，他朝家乡襄阳东津湾镇的方向眺望。少小离家闹革命，虽很少回去看家乡父老，但心里对家乡那份热爱之情却一刻也未曾减少。此时，东方地平线的一轮红日正喷薄欲出。潘文郁长叹了一口气——他有点遗憾，因为马上要离开人世，所学和志向来不及再回馈家乡和革命事业了。
第二天，也就是1935年3月3日，张学良看到了这份自述。对潘文郁的人生经历和临危不惧的态度，张少帅既佩服又感动，但他未敢保存这份自述，最终还是将它销毁了。
这天黄昏，年仅29岁的潘文郁走出张学良的官邸，从容地走向刑场。据目击行刑的一个国民党军官事后描述，潘文郁赴刑场的时候非常从容、镇静，面不改色，把双手向后一背，示意刽子手捆绑。然后，他转身，面向对准自己的枪口，视死如归。枪声响了，一个红色特工牺牲了！潘文郁被害几天后，蒋介石派人前往武汉暗访，证实“潘东周”被处决，这才放心。
事后，张学良曾心情沉重地感慨道：“杀朋友是最不应该的，也是最难过的……”正因如此，他力保另一位朋友黎天才，黎才没有遭受蒋介石的毒手。这位黎天才，后来在和平解决“西安事变”中，发挥了不小的作用。
没过多久，没有利用价值的叛徒杨青林被国民党枪毙于南京雨花台，同时被杀的还有特科成员刘子奇等人。国民党对北京特科成员及其家属百般摧残，刘子奇的妻子陈红在监狱临盆，产后惨死狱中。
潘文郁的妻子廖素丹遵照丈夫的嘱咐逃回湖南老家避难，一直过着提心吊胆的日子，她深为潘文郁的安危担忧。不久，还是传来了潘文郁牺牲的消息。她得到丈夫被枪杀的噩耗后，当即大口吐血而昏倒。苏醒过来后，她决定去为亲人收尸。亲友们认为这个时候去很危险，但她不顾安危，连夜赶往武汉收尸。
廖素丹知道潘文郁与张学良的关系，深知杀潘文郁是蒋介石的命令，张学良还是念旧情的。所以到武汉国民党“剿总”后，便直接要求见张学良。也许是对处决潘文郁深感惋惜和不安，张学良没有出面，派副官接见了廖素丹。张学良的副官告诉廖素丹，潘文郁的尸首已被南京来人收去了。本来潘文郁临刑前，写了一个通宵的文稿，也许这份自述可视作他的遗书。但对于潘文郁的遗书，张学良的副官只字未提。所以潘文郁遗书写了些什么，很长一段时间都是个谜。
