Thực hiên chủ trường của Thường vụ Tỉnh ủy và Huyện ủy Điện Bàn, ngày 26.4.1962 lực lượng võ trang huyện nhận lệnh về hỗ trợ đồng khởi phá kèm xã Kỳ Minh ( Điện Thọ). Lực lượng này do đồng chí Trần Vĩnh Quốc, Phó Bí thư Huyện ủy trực tiếp chỉ đạo. Suốt buổi sáng, lực lượng ta đánh trả bọn bảo an dân vệ từ Phong Thử tiến ra. Đến 11 giờ, trung đoàn 51 ngụy phối hợp bọn bảo an, dân vệ đang trỉên khai cuộc càn, đánh lên Bồ Bồ, bao vay Kỳ Minh-Giáng La. Khi tiểu đội của Nguyễn Tám bám đường đánh địch thì lính ngụy bọc từ sau lưng phía Bồ Bồ xuống. Địch vừa hành quân, vừa quan sát thấy quân ta chạy đến một khu vực có mấy bui tre thì đột nhiên biến mất. Chúng liền triển khai bao vây, khoanh vùng và tiến hành xăm hầm. Hầm trú ẩn bị lộ, các chiến sỹ ta tung lên đánh địch mở đường máu. Song, sức cùng lực kiệt, đồng chí Thân Đường, trung đội phó phụ trách tiểu đội cùng 5 chiến sỹ bộ đội huyện hy sinh. Riêng Nguyễn Tám và đồng chí Nguyễn Kỳ (y tá của trung đội) bị bắt sống. Địch dùng dây trói và kéo từ Phong Thử về Vĩnh Điện. Trong nhà lao Vĩnh Điện, địch cố dụ dỗ Nguyễn Tám cung khai. Nhưng Nguyễn Tám một mực chỉ nhận mình là bộ đội, rồi không hế thêm một lời nào. Kẻ thù hẹn hạ chuyển qua đòn tra tấn hiểm ác, dùng đủ mọi cực hình hòng tìm kiếm thông tin về lực lượng, nơi đóng quân, cơ sở của ta, Nguyễn Tám cắn răng chịu đựng. Địch chuyển Tám xuống nhà lao Hội An khai thác tiếp nhưng vẫn không tìm ra được chứng cứ, lời khai có giá trị gì. Tuy vậy, chúng vẫn lập hồ sơ ghép Nguyễn Tám vào tội hoạt động gây rối an ninh quốc gia, chuyển tù thành án rồi đày ra Côn Đảo vào tháng 6.1965.
Trong chuyến tàu bồng bềnh cùng cả trăm anh em tù ra đảo, Tám cùng mọi người đều thống nhất khi nhập trại sẽ không chào cờ ba sọc, không đầu hàng phản bội tổ quốc. Nhưng lên đảo, bị đánh đập hành hạ hết sức dã man nên sức khỏe của anh em bị suy kiệt nhanh, 3 tháng sau thì chỉ còn 7 đồng chí, trong đó có Nguyễn Tám còn sức thi thố lý lẽ và chịu đựng được đòn thù. Căm tức, hằn học, kẻ thù đã đưa Nguyễn Tám giam ở hầm vôi, chuồng cọp, hầm tối rồi tống vào hầm đá trại 2. Đây là một trong 100 chuống giam bị ngăn cách. Anh em tù bị giam trong cách chuồng thỉnh thoảng chỉ nghe tiếng chứ không thấy mặt nhau. Suốt 2 năm Nguyễn Tám sống trong hầm đá này, hằng ngày bị bọn cai ngục đánh đập, hành hạ 2 lần bằng cách đổ nước bẩn. Ở trong hầm, người tù không những phải chịu nhịn đói, nhịn khát, không có anh nắng mà còn không được tắm giặt. Trên thân người tù chủ còn độc chiếc quần đùi. Đêm xuống, cái lạnh từ đã tỏa ra, thấm tận xương, ám ảnh người tù về cái chết. Trong cảnh ấy, Nguyễn Tám bị lao phổi nặng. Anh em trong tù nghe tin, tổ chức đấu tranh quyết liệt để buộc kẻ thù phải đưa Tám đi chạy chữa. Rốt cuộc cuối năm 1967, bọn cai tù ở đảo phải đưa Nguyễn Tám vào đất liền điều trị tại nhà thương Chợ Rẫy, dưới sự giám sát của bọn quản tù ở Khám Chí Hóa. Tháng chạp năm 1967, nằm trong nhà thương, thấy sức mình ngày càng kiệt quệ khó có khả năng sống, nhưng Nguyễn Tám vẫn cố viết bài thơ thay lời trăn trối:
Xuân Sáu bảy vượt biển về đây
Nối tường dày vách đất
Và nơi cửa sắt đen ngòm
Ôi ảm đạm đìu hiu xuân nhỉ?
Đó chẳng phải ta không để ý
Hay hững hờ. lờ lững đón xuân sang
Hai năm qua xuân đến với ta trong khám lạnh
Mà niềm riêng vẫn thấy hân hoan
Hôm nay xuân đến đó
Đâu còn ta trong chốn ây gông cùm
Đâu còn thấy ta ngày hai bữa roi đòn
Trên mình dợt-to son ta đón tết
Vắng ta xuân tìm, xuân kiếm
Xuân bàng hoàng e chết rồi ư?
Không ta còn đây
Như khúc cây biết nói
Non quá nước cờ đổ vỡ xuân ơi
Tuy ta ngượ dòng cản sóng
Nhưng hết rồi ngày tháng ta đi
Nằm tại viện được một thời gian ngắn, Nguyễn Tám bắt liên lạc với lực lượng thứ ba, phái yêu nước và đối lập với chính quyền Sài Gòn ẩn danh hôi bảo vệ tù nhân (trong nhóm Ngô Bá Thành). Tổ chức này đã giải thoát cho ông và Nguyễn Tám gia nhập lực lượng thứ ba- thuộc tổng hội Học sinh Sinh viên Sài Gòn. Từ đó Nguyễn Tám có cơ hội tìm về Tây Ninh, bắt liên lạc với chủ huy hoạt động phong trào. Song năm 1972, không may một lần nữa Nguyễn Tám lại lọt vào tay giặc. Nguyễn Tám quyết liệt dựa vào lực lượng thứ ba để đấu tranh với chúng nhưng bọn địch đánh lừa giải Nguyễn Tám về trung tâm huấn luyện quân dịch. Thực tế, bọn chúng đã xếp Nguyễn Tám và danh sách thành phần bọn chúng theo dõi, Chúng lại cho anh vào viện để chữa bệnh, nhằm bí mật tiêm thuốc độc thủ tiêu. Lường trước âm mưu của địch, Nguyễn Tám viết thư gửi người yêu, nhắn gửi tâm sự, vừa mong người yêu đừng chờ đợi, vừa là cách báo tin cho đồng đội:
Bao giờ máy chảy về tim
Là rơi về cội và chim về đàn
Hơn 10 năm giấc mộng vàng
Bạn tình chưa thỏa mà mình đang mơ
Đời ai biết đến bao giờ
Mình dang tay ẵm giấc mơ bạn tình
Trong cảnh tù kìm kẹp, nhưng tinh thần lạc quan của Nguyễn Tám thật đáng khâm phục. Tinh thần ấy thể hiện qua những vần thơ gửi bạn bè, đồng chí và ở sự chịu đựng đáng kinh ngạc trước sự tra tán, hành hạ của kẻ thù. Song kẻ thù thâm đọc đã tìm cách hại được ông.
Nguyễn Tám hy sinh lúc 36 tuổi, đang độ chính của quảng đời hoạt động cách mạng. Gia đinh ông giờ người còn giữ gìn hương hỏa là người anh ruột Nguyễn Hồng Thái. Ông Thái sinh năm 1925, nay đã 82 tuổi, đi thoát ly tham gia kháng chiến từ năm 1962. Nguyễn Tám bị bắt thì ông Thái lên lực lượng huyện đội, sau vào an ninh Quảng Đà, từng kinh qua các chức vụ đại đội trưởng C12 vũ trang bảo vệ, sau làm giám thị trưởng nhà giam An Điềm, cấp bậc đại úy, được phong tặng Huân chương kháng chiến chống Mỹ cứu nước hạng nhất. Ông Thái kể : “ cho đến năm 1985, tôi mới được được năm tro hài cốt của em tôi (Nguyễn Tám -NV) về quê”. Vậy là cuối cùng, người chiến sỹ cách mạng Nguyễn Tám đã trở về lại với quê nhà, được yên nghỉ trong lòng đất mẹ, trong lòng cát Cẩm Sa…