Cách mạng Tháng Tám năm 1945 nổ ra, Phạm Xang tham gia vào Ban chấp hành Hội nông dân cứu quốc Cộng hòa cũ (nay là xã Điện Minh). Nhờ năng nổ trong công việc của Hội, từ chuyện tham gia bầu cử các cấp, phát động “tuần lễ vàng”, “tuần lễ đồng” đến việc sản xuất lương thực tự cấp tự túc, quyên góp “hũ gạo đồng tâm”… phục vụ kháng chiến. Chỉ sau một thời gian ngắn, Phạm Xang vinh dự được đứng vào hàng ngũ của Đảng.
Trở thành đảng viên, vinh dự càng lớn, trách nhiệm càng cao. Phạm Xang được giao nhiệm vụ phụ trách quản lý đất đai, thu thuế nhà đất tại khu vực La Qua, thuộc Ủy ban hành chính kháng chiến xã Điện Minh.
Năm 1954, sau Hiệp định Giơnevơ được ký kết, không như một số người tập kết ra Bắc, Phạm Xang ở lại miền Nam, phụ trách Mặt trận Tổ quốc nằm vùng, rồi là thành viên Ban kinh tài của xã Điện Minh.
Giai đoạn 1955 – 1956, Điện Minh là vùng bị tạm chiếm, rất ác liệt. Chính quyền bù nhìn Ngô Đình Diệm ra sức chống phá cách mạng, phát động chiến dịch “tố cộng, diệt cộng”, bắt bớ số đảng viên ở lại, cơ sở của cách mạng và những người can cứu với Ủy ban hành chính kháng chiến trong xã. Trong tình thế như vậy, Phạm Xang buộc phải trình diện chính quyền bù nhìn xã Điện Minh. Biết được Phạm Xang là đảng viên, đối tượng hoạt động bán thoát ly cách mạng, địch luôn theo dõi và rắp tâm bắt cho được ông.
Sau khi bắt được Phạm Xang, địch đưa ông vào giam tại nhà lao Vĩnh Điện hơn 20 ngày. Chúng dùng mọi thủ đoạn tra tấn, đánh đập ông nhưng Phạm Xang vẫn một mực không khai báo, chỉ bảo mình là người nông dân làm ăn lương thiện, không tham gia bất cứ việc gì cho cách mạng. Thấy không khai thác được gì ở người đảng viên kiên trung, chúng đành thả Phạm Xang về. Mấy ngày sau, trong lúc Phạm Xang dự họp kiến điền tại nhà ông Diện Hồ ở Điện Minh, trên đường về thì bị bọn tề ngụy địa phương phục bắt, đâm dao vào ngực cho đến chết, rồi đem đi chôn tại Cồn Ba Cây (thuộc xã Điện Nam). Gia đình Phạm Xang hoảng hốt đổ đi tìm nhưng không thấy tung tích ông ở đâu. Trong khi đó, bọn địch tung tin là Phạm Xang đã tẩu thóat theo Cộng sản. Không ngờ, ba ngày sau, trong lúc đi chăn bò, ông Lê Ngò phát hiện chân người nổi lên mặt đất, ruồi nhặng bu đầy. Bán tin bán nghi, ông Ngò liền báo cho gia đình Phạm Xang. Gia đình đem xác ông về chôn cất. Phạm Xang hy sinh vào ngày 25 tháng 12 âm lịch namư 1956.
Sau năm 1975, Phạm Xang được Nhà nước công nhận là liệt sĩ. Ông có hai người con gái là Phạm Thị Toan (1952), là đảng viên Đảng Cộng sản Việt Nam, hiện đang ở tại Đà Nẵng và Phạm Thị Tính (1954), đảng viên, cán bộ Công ty thương mại Điện Bàn, nghỉ mất sức, hiện đang sống cùng chồng là Đặng Hữu Thu và các con tại Thị trấn Vĩnh Điện và là người lo việc thờ tự liệt sĩ Phạm Xang.