1935年2月,由于我党上海临时中央局遭到敌人的大破坏,朱镜我在上海法租界被捕,被判处12年徒刑,投入国民党中央军人监狱。直到1937年6月抗战全面爆发的前夕,经过党组织的营救,他才获得自由。
1938年春,朱镜我奉命调到江西南昌新四军办事处和中共中央东南分局宣传部工作,负责编辑《剑报》副刊。同年秋,他调到皖南新四军军部,任军政治部宣传教育部第一任部长,兼新四军《抗敌》杂志的主编。朱镜我是出过洋,留过学,得到过学位的著名学者,又是新四军的高级干部,但他身穿士兵衣服,和战士们吃住在一起。
1940年,国民党顽固派加紧向新四军军部逼近,形势日益恶化。在这种形势下,朱镜我创作了《我们是战无不胜的铁军》的歌词。“皖南事变”前夕,新四军军部决定先安排一些年老体弱、伤病号和非战斗人员分批撤离皖南。因为朱镜我身患重病,经常咯血,军部决定让他先行撤离,经上海转去苏北根据地。朱镜我却坚持要和部队一起行动:“我是宣传部长,怎么能走?我只有准备牺牲。”
1941年1月4日,新四军军部撤离皖南泾县云岭,朱镜我抱病随军行动(后由担架抬送)。8日晚,他大量吐血,但仍坚持随队突围。后来,敌人发起总攻,朱镜我和军政治部的队伍被围困在石井坑。在激战中,朱镜我不幸壮烈牺牲。