Hiệu kỳ nghĩa quân Yên Bái 
Trước tình thế hàng ngũ đảng có nhiều phản bội, thực dân áp bức gay gắt có chiều hướng đưa đến tan rã, trung tuần tháng 5 năm 1929, Nguyễn Thái Học triệu tập đại hội đảng toàn quốc tại làng Đức Hiệp, phủ Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, quyết định chuẩn bị tổng khởi nghĩa. Công việc chuẩn bị chưa hoàn tất, cuối năm 1929 tại Bắc Giang một cơ sở chế bom bị tai nạn phát nổ, và đầu năm 1930 người Pháp bắt giữ và khám phá được thêm rất nhiều cơ sở chế tạo bom, đao, kiếm và nhiều đảng viên bị bắt. Trước tình hình nguy cấp, Nguyễn Thái Học triệu tập hội nghị khẩn cấp, quyết định tiến hành khởi nghĩa tại các địa điểm Hưng Hóa, Lâm Thao, Phú Thọ, Yên Bái, Sơn Tây, Hải Dương, Hải Phòng, Kiến An, Bắc Ninh, Đáp Cầu, Phả LạiHà Nội vào đêm mồng 10, rạng ngày 11 tháng 2 năm 1930.
Theo kế hoạch ban đầu cuộc khởi nghĩa vũ trang sẽ nổ ra trên hai địa bàn chính ở Bắc Kỳ vào đêm ngày 9 tháng 2 năm 1930. Nguyễn Thái Học sẽ lãnh đạo cuộc khởi nghĩa ở miền xuôi, trong khi Nguyễn Khắc Nhu và Phó Đức Chính được phân công chỉ huy cuộc nổi dậy ở miền núi. Gần tới ngày nổi dậy, do cơ sở ở miền xuôi tương đối yếu lại bị đánh phá nặng nề nên không chuẩn bị kịp, Nguyễn Thái Học cử người báo cho Nguyễn Khắc Nhu hoãn cuộc nổi dậy tới ngày 15 tháng 2. Tuy nhiên, liên lạc viên lại bị địch bắt giữa đường. Vì vậy, cuộc khởi nghĩa vẫn nổ ra ở một loạt các địa điểm từ Sơn Tây, Phú Thọ cho tới Yên Bái vào đêm ngày 9, rạng sáng ngày 10 tháng 2. Tuy cuộc tổng nổi dậy xảy ra nhiều nơi khác nhau, nhưng lịch sử mệnh danh nó là cuộc Khởi nghĩa Yên Bái hay Tổng Khởi Nghĩa Yên Bái, cốt để vinh danh những cái chết hào hùng của các lãnh tụ Nguyễn Thái Học, Phó Đức Chính, và 11 đảng viên VNQDĐ ở pháp trường Yên Bái ngày 17 tháng 6 năm 1930. Quân nổi dậy đã chiếm được một phần đồn binh Pháp và làm chủ tỉnh lỵ Yên Bái trong gần hai ngày. Ngày 15 tháng 2 năm 1930, mặc dù cuộc khởi nghĩa ở miền núi đã thất bại, Nguyễn Thái Học và cơ sở Việt Nam Quốc Dân Đảng vẫn quyết định khởi nghĩa ở miền xuôi như kế hoạch cũ. Cuộc vùng lên quyết liệt nhất là ở Phụ Dực (Thái Bình) và Vĩnh Bảo (lúc đó thuộc Hải Dương).
Sự việc không thành, ngày 20 tháng 2 năm 1930, Nguyễn Thái Học bị bắt tại ấp Cổ Vịt (Chí Linh, Hải Dương).

Đền nợ nước

Pháp thành lập một Hội đồng Đề hình để xử các nghĩa quân VNQDĐ. Rất nhiều đảng viên VNQDĐ bị chung thân khổ sai, một số tự sát và bị hành hình như:
Sau khi hành quyết một số lãnh tụ và nghĩa quân của VNQDĐ tại Yên Bái, Pháp cho chôn chung một mộ tại thị xã Yên Bái, cách ga xe lửa độ một cây số, và cho lính canh giữ đến cuối năm 1930. Năm 1945, quân đội VNQDĐ chiếm đóng Yên Bái, cho trùng tu mộ phần của 17 vị anh hùng và lập đền thờ kỷ niệm.[6][7] Khu mộ này sau được nhà nước Việt Nam trùng tu và xếp hạng di tích lịch sử văn hóa.
Tên ông được dùng đặt tên nhiều đường phố và trường học tại Việt Nam.
Trong cuộc hội thảo ngày 24 tháng 12 năm 2003 tổ chức tại quê hương ông các nhà khoa học đã tôn vinh Nguyễn Thái Học là Anh hùng Dân tộc.

Giai thoại

Theo Tế Xuyên thì khi Nguyễn Thái Học vào thi bằng thành chung (Diplome) thì đề tài bài thi là "Sự nghiệp của Jules Ferry". Nguyễn Thái Học viết trả lời vỏn vẹn có một câu: "Người Việt Nam không hề biết tên người này!".  Không lạ gì khi ông bị đánh trượt.

Câu nói nổi tiếng

Khi thụ án, ông có đọc trích đoạn một bài thơ:
"Mourir pour sa patrie,
"C'est le sort le plus beau
"Le plus digne... d'envie...
Dịch thơ:
Khi bị xử tử, ông cùng 12 đồng chí đã hô vang: (" Việt Nam muôn năm ")

Các tác phẩm

  • Đảng cương Việt Nam Quốc dân đảng
  • Thử gửi Toàn quyền Đông Dương
  • Thư gửi Hạ nghị viện Pháp

Văn tế Nguyễn Thái Học

Sau khi ông mất, sinh viên học sinh Huế tổ chức lễ truy điệu và đọc bài Văn tế các Tiên-liệt Việt Nam Quốc Dân Đảng sau đây do cụ Phan Bội Châu trước tác.
Gươm ba thước chọc trời kinh, chớp cháy, này Lâm Thao, này Yên Bái, này Vĩnh Bảo, khí phục thù hơi thở một tầng mây!
Súng liên thanh vang đất thụt, non reo, nào chủ đồn, nào xếp cẩm, nào quan binh, ma hút máu người bay theo ngọn gió.
Trách nông nỗi trời còn xoay tít, trước cờ binh sao quay gió cản ngăn;
Tiếc sự cơ ai quá lờ mờ, dưới trướng giặc bấy nhiêu tay len lỏi.
Ma cường quyền đắc thế sinh hùng uy,
Thần công lý bó tay nghe tử tội.
Ôi thôi, mù thảm mây sầu,
Gió cuồng mưa vội;
Cửa quỷ thênh thang!
Đường trời vòi vọi!
Nhân dân chí sĩ, sát thân vào luật dã man;
Nữ kiệt anh hùng, thất thế đang hồi đen rủi. 
Trường tuyên án chị chị anh anh cười tủm tỉm, tức nỗi xuất sư vị tiệp,  
vai bể non gánh nặng hãy trìu trìu,
Đoạn đầu đài sau sau trước bước ung dung, gớm gan thị tử như quy,  
mặc cây cỏ máu tươi thêm chói chói.
Tuy kim cổ hữu hình thì hữu hoại, sóng Bạch Đằng, mây Tam Đảo, hơi sầu cuộn cuộn bóng rồng thiêng đành ông HỌC xa xuôi,
Nhưng sơn hà còn phách ắt còn linh, voi nàng Triệu, ngựa nàng Trưng, hình hạc gió, hãy cô GIANG theo đuổi.
Đoàn trẻ chúng tôi nay:
Tiếc nước còn đau,
Nghĩ mình càng tủi!
Nghĩa lớn khôn quên,
Đường xa dặm mỏi!
Giây nô lệ quyết rày mai cắt đứt, anh linh thời ủng hộ, mở rộng đường công nhẩy, bằng bay;
Bể lao lung đua thế giới vẫy vùng, nhân đạo muốn hoàn toàn, phải gắng sức rồng dành, cọp chọi,
Đông đủ người năm bộ lớn, đốt hương nồng, pha máu nóng, hồn thiên thu như sống như còn,
Ước ao trong bấy nhiêu niên, rung chông bạc, múa cờ vàng, tiếng vạn tuế càng hô càng trỗi.
Tình khôn xiết nói,
Hồn xin chứng cho,
Thượng hưởng!
Sào Nam Phan Bội Châu, (1932)