Tháng 11 năm 1938, ông là cán bộ Ban Đặc ủy phụ trách các đồn điền cao su, được Xứ ủy cử đến hoạt động ở khu vực Lộc Ninh, Hớn Quản, có nhiệm vụ xây dựng các Hội Ái hữu trong trong công nhân.[2]
Trong thời gian chuẩn bị khởi nghĩa, sau mỗi cuộc họp của Xứ ủy và Ban Thường vụ Xứ ủy, ông lại triệu tập Tỉnh ủy để phổ biến kế hoạch và công tác thực hiện.[8] Dưới sự chỉ đạo của Lê Văn Khương, các đồng chí trong Tỉnh ủy như Huỳnh Văn Thớm, Nguyễn Oắng, Hà Đăng Nam (cán bộ Xứ ủy bổ sung), Nguyễn Văn Sáng,... đã thành lập và huấn luyện các đội tự vệ, du kích, xung kích, cho mời thầy võ về hướng dẫn.[9][10][11]
Ngày 20 tháng 11 năm 1940, Thường vụ Xứ ủy Nam Kỳ ra lệnh khởi nghĩa.[12] Lê Văn Khương phát hiện liên lạc viên của Tỉnh ủy là Huống đã bị bắt, kế hoạch ở Hóc Môn có khả năng bị lộ nên buộc phải thay đổi.[13] Ngày 22 tháng 11, cuộc khởi nghĩa Nam Kỳ nổ ra, ông trực tiếp chỉ huy quân khởi nghĩa đánh đồn Hóc Môn nhưng không thành công, phải cho lực lượng còn lại rút về các căn cứ Truông Mít (Tây Ninh) để bảo tồn lực lượng.[14][15][16]
Tháng 12, bộ phận còn lại của Xứ ủy Nam Kỳ tổ chức cuộc họp ở An Phú Tây để kiểm điểm về sự thất bại của cuộc khởi nghĩa, ông đã nhận quyết định kỷ luật Đảng, xin chịu trách nhiệm chính.[17]
Ngày 14 tháng 5 năm 1941, ông bị thực dân Pháp bắt giữ. Ngày 16 tháng 6, ông bị bắn chết không thông qua xét xử với lý do bỏ chạy trên đường áp giải,[17] khi tuổi đời của ông chưa tới 30.[18]
^Phòng Lý luận chính trị - Lịch sử Đảng, Ban Tuyên giáo Thành ủy Thành phố Hồ Chí Minh (22 tháng 6 năm 2021). “Đồng chí Phan Văn Khỏe - Niềm tự hào của nhân dân Nam Bộ”. Trang tin điện tử Đảng bộ Thành phố Hồ Chí Minh. Lưu trữ bản gốc ngày 9 tháng 4 năm 2022. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2022.
^Phòng Lý luận chính trị - Lịch sử Đảng, Ban Tuyên giáo Thành ủy Thành phố Hồ Chí Minh (3 tháng 7 năm 2021). “Đồng chí Huỳnh Văn Thớm – Một đời tận tụy với Dân, với Đảng”. Trang tin điện tử Đảng bộ Thành phố Hồ Chí Minh. Bản gốc lưu trữ ngày 25 tháng 7 năm 2021. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2022.
^Hồ Việt; Mai Hương (19 tháng 5 năm 2011). “Tiếng mõ Nam Lân”. Báo Sài Gòn Giải Phóng. Lưu trữ bản gốc ngày 14 tháng 4 năm 2022. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2022.
^Nguyễn Thế Trung (15 tháng 12 năm 2021). “Linh khí vùng đất thiêng”. Nguyệt san Sự kiện và Nhân chứng. Lưu trữ bản gốc ngày 27 tháng 1 năm 2022. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2022.