1934年2月，张学良任豫鄂皖三省剿总副司令，他的机要秘书潘义郁将剿总的机要文件，不断地传递出去。当第五次反“围剿”进入关键时刻，有一份详细印有“剿总”所属部队番号、兵力、驻地，以及团以上主要军官姓名等情况的机密文件，那是豫鄂皖“剿总”的核心机密，只发给“剿总”长官及直属的各厅、处、组。 潘文郁手里的那份是他负责存档保管的，他知道这份文件的重要性，只是时间紧迫文件太长，他来不及抄写了，于是把心一横，直接把原件给了来武汉和他联系的地下党杨青林，让交给上级。 就是这份机密文件导致了潘文郁的暴露和牺牲，杨青林离开武汉后，第五次反“围剿”失败，红军被迫离开苏区，开始长征。 杨青林带着密件回到北平不久，北平地下市委机关遭到驻北平的宪兵三团毁灭性的破坏，20名特科成员遭逮捕。宪兵三团逮捕特科成员贺善培的时候，在他的家里搜出了大量情报材料，其中就有那份核心机密文件。 文件先是到了宪兵三团团长蒋孝先（蒋介石的族孙）的手上，蒋孝先又火速报到了南京蒋介石那里。这份文件本该在潘文郁负责保管的机要组的文件柜里，却跑到了北平地下党特科成员的手里，潘文郁暴露了。 蒋介石急电张学良，同时还把从北平查获的密件作为确凿证据发给张学良，要他把潘东周押解去南京法办。张学良正要去南京参加会议，于是带上潘文郁去了南京，以表对蒋介石命令的尊重和服从。但是，在会议期间，张学良得知潘文郁的嫌疑虽然很大，但并没有确凿的证据证明他是地下党，案件还在调查中。于是会后，张学良又把潘文郁带回武汉。 张学良一方面是太惜才，另一方面是重义气。事发后，他对黎天才（豫鄂皖“剿总”政训处的少将副处）说：“我张某从不出卖自己的部下。” 当南京又来电催促张学良交送潘文郁的时候，张学良致电蒋介石，请求从宽处理潘文郁。为了防止特务暗杀潘文郁，张学良命人从机要组办公室把正在工作的潘文郁带走，保护性地留在司令部自己的官邸里，嘱咐手下，食宿给予方便，相对给些人身自由。 潘文郁的出事让黎天才很惊恐，因为潘文郁是他向张学良举荐的。潘文郁被限制自由后，想回家去看看，把境况告诉家人，他向黎天才请假，尽管事关重大，黎天才还是批准了。但黎天才多少有些担心，毕竟潘文郁是蒋介石要的人，如果潘文郁脱逃，他无法向张学良交代。 可是，潘文郁却准时回来了，这让黎天才很是感动。潘文郁理解黎天才的心思，对他说：“我不会跑的，我跑了让你承担责任，那不是人做的事！” 重返虎穴的潘文郁，已经抱定了必死的决心。他获准回家后，把事情告诉了妻子廖素丹和弟弟潘薪传，妻子和弟弟都劝他趁张学良不忍心加害于他的时候逃命。他摇摇头，表示自己不能跑。他抓紧最后的机会与妻子和两个幼小的儿子团聚，当时他的大儿子三岁，小儿子刚满一岁。最后，潘文郁挥泪告别家人，嘱咐妻子，在自己走后赶快带着儿子回湖南老家躲避，又与弟弟诀别后，潘文郁返回关押地张公馆。 黎天才把潘文郁按时返回以及所说的一番话汇报给了张学良，张学良更加敬佩潘文郁的气节与品德，当即提笔写了一封信，安慰潘文郁不要惊慌，安心在张公馆住着，他要尽最大的努力解救他。 在张学良的努力下，事情拖了近一个月，就在张学良看到曙光的时候，被捕的杨青林叛变了，他供出了潘文郁是潜伏在张学良身边的红色特工，潘文郁的身份彻底暴露。 蒋介石拍来电报，限令张学良立即处死潘文郁。张学良接到命令后，复电蒋介石请求宽恕潘文郁的罪行，他说，“这个人通六国语言，很有才华，这样的人，我国还极少”。 蒋介石不为所动，又接连打来几份电报，催促之外，还斥责张学良疏于防范和执法不严，并指定要由侍从室主任钱大钧亲自监刑。 张学良见潘文郁难以幸免，只得去见潘文郁说：“我实在无法保全你了，你还有什么身后的事要办？” 潘文郁说：“死前，我想留下些想说的话。”张学良惋惜地看着潘文郁，点头同意。潘文郁一夜未合眼，奋笔疾书到天亮。 第二天（1935年3月3日）黄昏，年仅29岁的潘文郁从容地走出张学良的官邸。据目击行刑的一个国民党军官事后描述：潘文郁赴刑场的时候非常从容、镇静，面不改色，把双手向后一背，示意刽子手捆绑。然后，他转身，面向对准自己的枪口，视死如归。 逃回湖南老家的潘文郁的妻子廖素丹，得到丈夫被杀害的噩耗后，大口吐血后昏厥。苏醒后，她不顾安危，连夜赶往武汉收尸。因对杀害潘文郁深感惋惜和不安，张学良没有出面，派副官接见了廖素丹。副官告诉廖素丹，潘文郁的尸首已被南京来人收去了。至于潘文郁的遗书，副官只字未提。副官按照张学良的意思，赠给廖素丹一笔钱，让她回老家抚养儿女。 1949年6月，在武汉解放后，周恩来亲自发电报到武汉，指示一定要找到潘文郁的家属，并作为烈属对待。1988年5月30日，民政部根据国家安全部门意见，追认潘文郁为革命烈士。
