边境集结，并驱使败退伪军准备重新进攻。苏联在国民政府的压力之下也停止了对同盟军的支援。国民政府中央也派出要员去说服同盟军领袖冯玉祥放下独立割据的念头，将部队交给中央指挥。而中共则在同盟军内部开始宣传策反，准备将抗日同盟军发展成红军，在河北山西建立苏区。内忧外患之时，同盟军内部的东北义勇军部首先表示归附中央。冯玉祥也发表声明取消了同盟军司令的头衔。8月15日，伪军重新进攻多伦。分崩离析的同盟军不敢正应对抗。在15日夜连夜不战放下多伦，全军转移。转移之后，剩下的5万抗日同盟军彻底瓦解。
吉鸿昌战至10月，因弹尽粮绝而失败。为了保存抗日实力，吉鸿昌与方振武到国民党第32军驻地同商震谈判。不料，蒋介石却电令商震把吉鸿昌和方振武押送北平审问。途中，吉鸿昌用计使方振武脱身。车行至北平城外，押送人员在吉鸿昌感化下，冒著生命危险放走了吉鸿昌。
天津吉鸿昌旧居1934年5月，吉鸿昌回到天津，组织成立了「中国人民反法西斯大同盟」，他被推为主任委员，进行抗日民族统一战线工作。在他家三楼一角，设立了一个秘密印刷所，出版了机关刊物《民族战旗》报。他的住宅也成了党组织的地下联络站，因而被党内同志称为「红楼」。
1934年11月9日晚，吉鸿昌在法租界秘密开会时遭军统特务暗杀受伤，被法国工部局逮捕，后引渡到北平军分会。11月23日，北平军分会举行了一场所谓的「军法会审」。吉鸿昌在法庭上义正词严地说：「我是中国共产党党员，由于党的教育，我摆脱了旧军阀的生活，而转到为工农劳苦大众的阵营来，为我们党的主义，为全人类解放事业而奋斗，这正是我的光荣……」
f1934年11月24日是吉鸿昌殉难的日子。应对「立时枪决」的命令，吉鸿昌镇定安详地向敌人要来纸和笔，挥笔疾书，写了自我坎坷曲折而最后走向革命道路的一生，历述蒋介石祸国殃民的种种丑行。在给夫人胡红霞的遗嘱中写道：「夫今死矣，是为时代而牺牲……」吉鸿昌披上斗篷，从容不迫地走向刑场。他用树枝作笔，以大地为纸，写下了浩然正气的就义诗：「恨不抗日死，留作今日羞。国破尚如此，我何惜此头」
吉鸿昌声色俱厉地对特务喝道：「我为抗日而死，为革命而死，不能跪下挨枪，死后也不能倒下，给我拿把椅子来」吉鸿昌又命令道：「到前面开枪共产党员要死得光明正大，决不能在背后挨枪，我要亲眼看著蒋介石的子弹是怎样打死我的」当特务在吉鸿昌面前颤抖著举起枪时，他振臂高呼：「中国共产党万岁」「打倒日本帝国主义」r