甘卓棠于同年9月在农讲所学习结业后，任中国国民党中央农民部特派员，先后在广州郊区、佛山、南海、江门、新会、恩平等地视察和开展农民运动，同当地农会干部一起，发动农民开展减租、反霸、反贪官污吏、废除苛捐杂税的斗争，并发动农民参加农会、农民自卫军，同反动武装民团作斗争，以保护农民运动的发展，1927年4月15日，国民党反动派在广州实行反革命政变。甘卓棠转入秘密活动，继续奔走于广州、江门、恩平等地，发动革命力量同反动势力作斗争。10月15日，他在中共中央南方局、中共广东省委联席会议上当选为中共广东省委委员。12月上旬，他负责发动广州、江门郊区农民、农军支授广州起义。广州起义失败后，他继续奔走于广州、江门、恩平等地，开展秘密活动。

1928年1月，甘卓棠到香港出席中共广东省委会议，总结广州起义失败的经验教训，并参与通过《广州暴动》《目前党的任务及工作方针》等决议案。会后，他到江门、恩平等地传达省委会议精神，坚持地下斗争。同年夏，他接到省委通知到莫斯科参加中共六大。6月18日，他到达莫斯科郊区兹维尼果德镇塞列布若耶别墅出席中国共产党第六次全国代表大会。会上听了瞿秋白作《中国革命与中国共产党》的政治报告，周恩来作“组织问题”和“军事问题”的报告，对今后任务有了进一步认识。6月21日，根据大会主席团决定，由瞿秋白、周恩来、苏兆征、邓中夏、向忠发、蔡和森、甘卓棠等51人组成苏维埃运动委员会。会上，甘卓棠同周思来等讨论了如何发动工农群众，建立工农民主政府等问题。7月10日，他当选为中共中央候补委员。

会后，甘卓棠回到香港，向中共广东省委机关同志谈了回国历程。11月16日，他出席省委第二次扩大会议。会上，他当选为省委候补常委，负责巡视海陆丰。会后，他以省委巡视员身份到海陆丰指导农民运动。

1929年1月，甘卓棠任中共广东省委常委。1月下旬，他到江门视察和指导革命斗争时被捕，坚贞不屈，英勇就义。