１９２９年８月２４日，由于叛徒告密，楊殷與彭湃等一批共產黨人在上海被捕。國民黨軍警察特務對他們軟硬兼施，企圖迫使他們屈服，從他們口中得到黨的核心機密。他與彭湃等經受住了敵人的百般拷打與折磨，保持了共產黨員寧死不屈的崇高氣節。他們知道敵人不會放過他們，在給黨中央的信中說：“我們已共同決定臨死時的宣說詞了。我們未死的那一秒以前，我們努力做黨的工作，向士兵宣傳，向警士宣傳，向獄內群眾宣傳。”表現了共產黨員至死不渝的理想信念。８月３０日，楊殷與彭湃等被反動當局秘密殺害于上海龍華。

１９３３年１０月，中華蘇維埃共和國中央革命軍事委員會決定，將中國工農紅軍第一步兵學校命名為中國工農紅軍彭（湃）楊（殷）步兵學校。