1933年5月，在中共北方组织的领导与帮助下，以冯玉祥为总司令的抗日武装“察哈尔民众抗日同盟军”在张家口建立，吉鸿昌任第2军军长、北路军前敌总指挥兼察哈尔警备司令，随即率部进攻察北日伪军，连克康保、宝昌、沽源、多伦４县，将日军驱出察境。蒋介石政府奉行“攘外必先安内”的政策，反诬抗日同盟军破坏国策，令何应钦指挥16个师与日军夹击同盟军。吉鸿昌率部战至10月中旬弹尽粮绝而失败。失败后，吉鸿昌潜往天津，继续从事抗日活动，先后与在天津的中共秘密党员联系，共同组织中国人民反法西斯大同盟，被推为大同盟中央委员会成员，秘密印刷《民族战旗》报，作为大同盟的机关刊物，宣传抗日。这一时期，按照党的要求，他与中共秘密党组织的同志一起，奔波于平津及华北各地，联络各方，策反旧部，训练骨干，准备重新组织抗日武装。

    吉鸿昌的活动被国民党特务发现。1934年11月9日，吉鸿昌在天津法租界被军统特务暗杀受伤，遭法租界工部局逮捕，并引渡给北平军分会。敌人使出种种手段，迫害逼供。吉鸿昌大义凛然地说：“我是共产党员，由于党的教育，我摆脱了旧军阀的生活，转到工农劳苦大众的阵营里头来。我能够加入革命的队伍，能够成为共产党的一员，能够为我们党的主义，为人类的解放而奋斗，这正是我毕生的最大光荣。”“我为抗日而死，死得光明正大！”1934年11月24日，经蒋介石下令，被杀害于北平陆军监狱，时年39岁。