Tự nguyện đi vô sản hóa
Sau lần xuất dương này trở về nước Châu Văn Liêm đã chủ trì hội nghị bầu ra ban Lâm thời chỉ đạo An Nam cộng sản Đảng gồm 5 đồng chí, Châu Văn Liêm làm bí thư, hội nghị họp ngày 7/11/1929 tại quán cơm ở Khánh Hội (nay thuộc TP HCM).
Kể từ hội nghị này, Châu Văn Liêm chính thức trở thành lãnh tụ cao nhất An Nam cộng sản đảng. Với tư cách là một đại diện cho 40 chi bộ và 610 đảng viên An Nam cộng sản đảng, đồng chí Châu Văn Liêm và Nguyễn Thiện đã đi dự hội nghị thống nhất các đảng trong nước thành lập Đảng cộng sản Việt Nam do đồng chí Vương (tức Nguyễn Ái Quốc) đại diện Quốc tế cộng sản chủ trì, tại Cửu Long gần Hương Cảng (Trung Quốc).
Trở về nước, Châu Văn Liêm cùng Nguyễn Thiện tiến hành thống nhất tổ chức đảng từ Nha Trang tới Cà Mau và khẩn trương thành lập ban lâm thời cấp ủy Đảng cộng sản Việt Nam ở Nam kỳ (tức xứ ủy Nam Kỳ) ngày 24/2/1930, cùng với Xứ ủy lâm thời, Châu Văn Liêm tổ chức hội nghị hợp nhất bộ phận Đông Dương cộng sản liên đoàn ở Nam Kỳ và Đảng Cộng sản Việt Nam.
Châu Văn Liêm được bầu làm bí thứ xứ ủy, nhưng đồng chí đã để đồng chí Ngô Gia Tự giữ chức Xứ ủy Nam Kỳ và đồng chí Châu Văn Liêm tự nguyện đi vô sản hóa về làm bí thư đảng Chợ Lớn- Gia Định.
Hy sinh anh dũng
Trong thời gian này, trên cả nước đã nổ ra nhiều cuộc đấu tranh quyết liệt của quần chúng nhân dân đòi giảm sưu, giảm thuế. Tại quận Đức Hòa, nổ ra một cuộc biểu tình lớn vào ngày 4/6/1930 với hàng vạn người tham gia.
Cuộc biểu tình do đồng chí Châu Văn Liêm trực tiếp lãnh đạo, đưa ra yêu sách đòi thực dân Pháp giảm sưu, giảm thuế, không được đàn áp bắt bớ những người dân tới gặp các quan chức Pháp, kéo dài từ 7h sáng tới 23h đêm. Quận trưởng Huỳnh Văn Đẩu (tức Sành) đã ra lệnh cho bộ hạ ở Đức Hòa "án binh bất động" chờ điều quân từ Sài Gòn về ứng cứu giải vây.
Theo báo cáo số 25 đề ngày 7/6/1930 của quận trưởng Đức Hòa gửi hiệu lý Sài Gòn (hiện lưu tại kho lưu trữ TW) thì "đến 21h theo lệnh của người An Nam cầm đầu, những người biểu tình vẫn tiến lên.
Ông Drenil gọi họ dừng lại. Nhưng họ cứ đi tới. Có người An Nam kích động dẫn đầu hô to "Đừng sợ! Đi tới". Những phát súng nổ, đoàn biểu tình tiếp tục tiến bước. Và người An Nam kích động hô to "Đừng sợ chết! Chục này còn chục khác, trăm này còn trăm khác". Ông Drenil bèn ra lệnh nổ súng, đồng thời ông hạ sát người An Nam cầm đầu (tức Châu Văn Liêm) đang kiên quyết tiến thẳng đến ông... chỉ còn cách có hai thước. Đó là lúc 21h5 phút...".
Đồng chí Châu Văn Liêm đã hy sinh anh dũng trước mũi súng của tên cảnh sát Drenil. Ông mất khi mới 28 tuổi, giữa lúc đang cống hiến được nhiều nhất cho cách mạng. Cuộc đời ông là tấm gương sáng về sự hy sinh cho cách mạng, cho sự nghiệp giải phóng dân tộc. Tên ông được đặt cho nhiều trường học và đường phố ở An Giang, Cần Thơ, TP HCM và Hà Nội.