温于一九三二年回到祖国，在广州秘密从事文化、宣传、出版的工作。是年秋，与国民大学、省立女师教员谭秀峰(何干之)、中山大学进步学生凌伯骥等在中山大学、国民大学、广东省立女师等学校建立了秘密的读书会，学习进步书籍，开展革命活动。温还利用社会关系，在国民党广东省党部属下之合作社任秘书，以作掩护秘密开展革命活动。不久，通过赖寅做、凌伯骥的介绍，温认识了共产党员、中山大学教授何思敬，邀何参加他们的读书会。何思敬不想公开身份而不便参加，但答应尽力支持和参与活动，并说:“我订有外文《国际通讯》和其他外国进步杂志，还有外文理论书籍。可以把这些刊物的内容和理论告诉你们，也希望你们把广东、广西的情况同我谈谈。”随后，温常与连贯、何思敬、陈黄光、谭秀峰、潘皮凡等同志来往，按照共产党的政治主张，开展抗日救亡运动。

约在一九三二年秋，中国文化左翼总同盟广州分盟(又名广州普罗文化同盟，简称“文总”)在广州成立，谭秀峰为书记，温担任宣传部长，谭国标任组织部长。谭秀峰、温盛刚、谭国标在“文总”形成一个领导核心。通过一些同志的联系，“文总”直接由上海中国文化总同盟领导。它是中国共产党领导下的文化界的秘密革命团体，以中山大学、省立女师、广雅中学等大、中学校为基点。“文总”下设“左翼作家联盟广州分盟”(简称左联)、社会科学家联盟广州分盟(简称社联)、“戏剧家联盟广州分盟”(剧联)等机构。在这几个机构中，以“社联”成员为最多。它的外围组织有各种名义的秘密读书会十五个左右，成员有学生，职员和工人，每三四人或七八人成立一个小组，学习马克思列宁主义、进步社会科学知识、哲学基本知识、国际问题小册子、时事问题小册子,进步文艺作品等。“社联”的领导人有温盛刚、谭国标、郑挺秀、凌伯骥、何仁棠等。在温盛刚等主持下,“社联”曾铅印出版《星光》、《新语》、《新路线》等刊物。温还与凌伯骥商议，由凌伯骥主编中山大学文艺研究会的刊物《新启蒙》。《新启蒙》因批评国民党反动派，锋芒太露，出了创刊号就被反动政府勒令停刊。

温盛刚还经常与“文总”所属机构联系，出版杂志。这些机构或其成员先后出版了《火花》、《天皇星》、《一般文艺》、《新兴文艺》、《单眼虎》、《缫丝女失身记》《广州文艺》、《万人杂志》《大家新闻》等杂志和单行本，宣传抗日救亡运动，宣传革命道理。温盛刚常支持“左联”进行革命统一战线的文艺活动。一九三二年冬，“左联”在“北园”召开大会，建立“作者俱乐部”，邀请了欧阳山、华嘉、楼栖、饶彰风、杜埃、潘皮凡等七、八十人参加。他们决心继承和发扬五四传统，创作反帝反封建的文艺作品和进步作品。一九三三年“一·二八”一周年时，“文总”和谭秀峰、温盛刚等发起，在珠江南岸河南一间院子里举行纪念会，邀请了三四十人参加，其中有文化界、教育界、文艺界人士，也有少数店 员、工人。会上，谭秀峰讲了话，宣传抗日和反对国民党反动派的卖国政策。同年国际劳动节，“文总”在凤凰台山上召开小型会议。这个地方十分隐蔽。敌人料想不到他们会在这个地方开会。参加开会的有一百多人，许多是盟员。其中有一些是中学和大学学生。温盛刚等“文总”执行委员在会上都讲了话。内容是宣传无产阶级革命，号召打倒帝国主义，打倒国民党反动派，打倒蒋介石，建立苏维埃政府和将来迎接中国工农红军的到来。这次集会比“一·二八”周年纪念会开得更热烈些。

一九三三年的“五三”、“五五”、“五七”、“五卅”等重要纪念日，“文总”和温盛刚等均组织同志开展革命活动。有时，几个人在街上演讲，宣传抗日，突击讲几句就转移，以避敌人耳目。有时，在繁盛地方，或戏院、茶楼、大公司的天台上，突然散发传单。有时，在深夜到偏僻的马路，张贴革命标语等，以鼓动群众抗日。

温盛刚还与剧联、中大的抗日剧社等革命团体联系，支持他们在内部建立“互济会”和“苏联之友社”，发行《红旗》、《新中华》等进步刊物;支持他们开展工人运动，在工人中成立抗日小组;支持他们自编自演《活路》、《抢米》、《三个叛逆女性》、《五奎桥》、《夜店》、《最初欧罗巴之旗》、《怒吼罢，中国》、《最后列车》《车夫之家》、《血衣》等进步戏剧。剧联还演出《水火》，以太古工厂工人罢工为题材，说明阶级斗争是水火不相容的。演剧前，他们有时引吭高唱《国际歌》，有时演戏中突然熄灯，以散发革命传单，高呼革命口号。灯亮后，照旧演出，一切平静如常。由于“文总”和温盛刚等同志开展革命活动频繁，广州抗日救亡运动有所发展。当时统治广东的是国民党西南政务委员会委员和号称“南天王”的大军阀陈济棠。陈对这些活动既恐惧，又仇视。文艺战线同志的革命活动，日益受国民党广东省党部、宪兵司命部、公安局的监视和迫害。一九三四年一月二十七日夜间，“文总”和温盛刚等为了纪念“一·二八”十九路军在上海抗击日本帝国主义侵略两周年，在广州文明路(现延安路)中大附小平山堂开会，并演出反帝反军阀的戏剧。演剧到中途，社联同志利用熄灯的机会，在场内散发抗日、反对国民党反动派、反对蒋介石的传单，以最快速度在墙上张贴革命标语，并高呼“打倒日本帝国主义！”“打倒陈济棠！”等口号，被潜伏在内窥伺已久的反革命分子发现和找到我地下组织活动的线索。

会后，陈济棠下命特务、反动武装在市内各条街道进行大搜查，大肆逮捕“文总”、读书会成员和爱国志士。一九三四年一月三十日晚上，(注)由于叛徒的出卖，温盛刚被捕。在这期间，他的战友谭国标、郑挺秀、何仁棠、凌伯骥、郑明达等七八十人也先后被捕。“文总”整个团体受到极为严重的破坏。所属分盟及各革命团体均被反动政府强令解散。这是一次比较大规模的白色恐怖事件。

敌人深知温盛刚是“文总”骨干，把他关在特别 监狱里。狱中，敌人妄图迫供有关革命组织成员的地址及其活动状况，阴谋“一网打尽”。但是，这位钢铁战士在许多次审讯中，铮铮铁骨，对革命事业忠贞不二。敌人采用“坐老虎凳”“夹手指甲”、“吊飞机”等酷刑，虽是遍体鳞伤，体无完肤，但他横眉冷对，没有透露任何线索或情况。每次审讯后，回到牢房，不顾伤口剧痛，立即对谭国标讲述受审概况，研究斗争策略，并把情况及意见，请同狱(第三号监仓)的江穆，以英文或日文转告第二号监仓的凌伯骥、赖寅做等，以便统一口径，统一行动。那时，没有被捕的“文总”成员联系了广大群众，强烈抗议敌人的法西斯统治，坚决要求释放被捕的文化教育界志上。慑于社会舆论和群众的压力，敌人被迫释放了大部被捕同志。但是，温盛刚等六人被列为“首要政治犯”，仍被关在维新路(现起义路)公安局特别侦缉队判处死刑犯人的囚房内。

一九三四年八月一日中午，反动派把温盛刚、谭国标、郑挺秀、何仁棠、凌伯骥、赖寅做等六同志从不同牢房内叫出来。六人走近一起时，大家意识到就义的时刻到了。他们立即手挽着手，凛然站着，振臂高呼“打倒日本帝国主义！”“打倒国民党反动派！”“打倒卖国政府！”“中国共产党万岁！”在这六位同志中，只有温盛刚是共产党员。但他们都跟着温盛刚高呼“中国共产党万岁！”然后移步走上刑车。路上，他紧紧地握着拳头，昂首挺身，与其余五位同志慷慨高歌《国际歌》，高呼革命口号。下午三时，囚车到达黄花岗左侧温盛刚等从容下车，英勇就义。温牺牲时年仅二十七岁。他们成为广州著名的六烈士。