1925年春天，上海各厂此起彼伏的工潮，牵动着恽代英的心。5月14日，日本厂主开除了内外棉十二厂工人代表多人。当工人质问厂方时，却遭到毒打和逮捕，工人们再次进行罢工斗争。15日，日本资本家以内外棉七厂织布要靠十二厂提供棉纱为借口，迫切使七厂工人停工，关闭工厂，停发工资。第七厂工人在共产党顾正红的率领下去与日本厂方进行说理斗争，日本人竟向顾正红连开数枪，顾正红当场身亡，十余人受伤。
顾正红惨案犹如一根火柴投进了爆烈的火药库。内外棉厂8000多工人奋起罢工。
中共中央为援助罢工工人，号召工会、农会、学生会以及各种社会团体一致援助。
恽代英立即发动各校学生参加声援活动。
上海工界、学界等35团体首先响应，组织了“日本惨杀同胞雪耻会”。由恽代英领导的国民党招待部宣传委员会立即决定，“乘此时机发动一个扩大反帝运动”，并以上海学联名义发动各大学学生为贫困工人募捐。
很快，上海出现了以“打倒帝国主义”为目标的猛烈的宣传热潮，使反帝宣传从工人发展到学生，又由学生发展到全市人民。
5月28日，中共中央紧急会议批准了恽代英提出的《扩大反帝国运动和组织五卅在示威》的决议，把工人的经济斗争发展为反帝的政治斗争。恽代英以他领导的国民党上海执行部宣传委员会的名义决定：介绍宣传员和工人代表到各校去发动学生参加5月30日的反帝宣传。他把中共中央和上海地委决定归纳为八点行动纲领，在29日凌晨召开的由宣传员参加的紧急会议上宣布，要他们立即分赴各校宣传动员。
29日夜，上海学联各校代表在南京召开会议。到会的有100多所大中学校的200多位代表。恽代英自始至终参加了这次会议，除传达了反帝宣传的意义和和八点行动纲领外，还对30日的示威和演讲活动作了具体安排。在大部分代表已回校布置工作后，他还帮其他同学制作了许多游行小旗、领队臂章及大量油印的传单、标语，和大家一直忙到天快亮。大家正等休息时，突然接到电话报告说，分派去南京路演讲的复旦、圣约翰等几所大学的学生早已按捺不住胸中的反帝怒火，已经自动地整队向南京出发了。恽代英立即率领学联执委十余人，迅速奔向二马路孟渊旅社，组织起指挥部。代英为防止这些学校的学生孤军奋战，临时通知了十余所学校在上午出发，以为声援。9时许，得到报告，几条很需要的马路上也已经有上万学生了，同学们散发传单，有的学校未等通知就开始演讲、呼口号。以后各校学生都陆续地出发了。轰轰烈烈的五卅大示威开始了。
下午3时许，全市的大中学校几乎完全集中到南京路上来了，约有三四万学生和部分工人，加上看热闹的群众等，足有10万人，交通为之中断。数千名中外巡捕夹杂在中间，被拥挤的群众推来推去，弄得晕头转向，毫无办法。
3月40分，英国巡捕爱弗生突然向空中开枪，接着印度巡捕也向群众平放了一排枪。枪声起处，何秉彝中弹身亡。当场死亡的还有南洋大学的陈虞钦、同济大学学生尹景伊等以及市民，共13人，受伤数十人，被捕关入牢房者在千人以上。
这就是震惊中外的五卅流血惨案！
事件发生后，代英立即决定晚上要蓬莱路学联门口召开大会，讨论31日的活动。8时许，学联大会还在激烈讨论，恽代英又急匆匆赶到阐北宝兴里，出席中共中央紧急会议。出席会议的有陈独秀、蔡和森、李立三、刘少奇、王一飞、罗亦农、张国焘等。
会议迅速决定：组织行动委员会，建立各阶级反帝统一战线，在工、学、商各界开展反对外力压迫的“三罢”运动。
会议决定立即组织上海部工会来领导已有的学联、学总、总商会与各马路商界联合会。中共中央的具体分工是：陈独秀居中指挥；张国焘到上海总工会去；李立三代表上海部工会，联络总商会；恽代英联系国民党上海执行部，并参与大中学校活动，指挥青年战斗。
恽代英于午夜时分又来到南市蓬莱路学所在地。聚集在那里的四五百名代表还在大门口的广场上热烈争论。恽代英和他们一起参加讨论。在恽代英的指导下，天亮时，会议作出决定：全市大中学校次日起率先一律罢课，要求全市工商界立即罢工、罢市，用“三罢”誓同帝国主义者斗争到底；扩大学联，应付事变；发表宣言，号召全世界革命组织和第三国及各省军政社团揭露帝国主义的罪恶，予以声援。会议还决定次日继续在公共租界演讲，仍以南京路为主，也分些队到别的马路去。
31日，数千学生和工人冒雨来到南京路演讲，并数人一队，挨门挨户地向各商店叙述五卅惨案经过，宣讲民族的命运、群众的力量，动员店主们罢市，团结一心，反抗帝国主义的屠杀。
下午，学生、工人包围了总商会，迫使总商会副会长方椒伯签发了罢市令。也就在这一晚上，上海总工会在正式成立后发出的第一道命令便是号召上海工人实现总同盟罢工。
6月4日，上海工商联合会成立，全市的三罢斗争热火朝天地开展起来。五卅反帝风暴迅速席卷全国。
萧楚女这时在上海工商学联合会负责宣传工作，也是整天忙得不可开交。恽代英同萧楚女等商量后决定提前召开第七届学生代表大会，总结前一阶级的经验教训，早日确定学生在反帝爱国运动中的行动总方针，以免再出现武汉的五四运动因放假而中止的现象。
果然不出所料，为时不久，在帝国主义和军阀勾结下，上海的斗争形势发生了变化：奉系军阀派兵进入上海，宣传戒严，禁止游行示威和罢工，并占据了工会机关。大资产阶级在帝国主义的经济制裁和军阀的武力威胁下，政治上发生动摇，商界宣传单独复市。如果学生一放假，工人阶级的罢工斗争就会变成孤军奋战。因此，稳定学生的情绪就格外重要。
6月26日，第七届全国学生代表大会在大中华旅社正式召开。恽代英任大会党团书记。他在会上作了《“五卅“后的政治形势》报告，引导大家认识五卅运动的伟大意义。
为了把这批代表的思想武装起来，恽代英在宿舍里，在饭摊上，在会场内外，反复对他们说：
“青年学生赤手空拳，手无寸铁，打天下是不成的。这就是人们常说的‘秀才造反，三年无成’。我们要使自己有战斗力，那就要向工人和农民学习，要到工农大众中去，和工农打成一片，成为他们的兄弟姐妹，和他们一起干革命。同时，学生还要把自己武装进来，组成学生军，成为政府的后盾。武器的问题，可以要求政府解决。我们要扎扎实实工作，只说空话，是没有用的。”
恽代英的这些思想，经过学生代表的热烈讨论，都载进了大会的议案里。
大会制订了《反帝主义运动议案》、《援助工人农民运动议决案》、《学生组织问题议决案》等八项议决案，订立了《中华民国学生联合会总会章程》。
《反帝国主义运动议决案》指出，“中国一切祸乱的根源，都是帝国主义各种压迫的结果”。议决案中规定：每年的5月30日至6月5日为纪念周，以五七、五九两纪念日，作大规模的反帝宣传；学校课程中应加入帝国主义侵略中国及不平等条约之研究；各地学生应利用各种机会作演讲及出版物的种种宣传；各地学生应设法组织大规模的全国统一的“反帝国主义大同盟”；应提倡学生军为武装人民的准备。决议案中特别规定：全国中等以上各校学生应组织学生军，讲求军事教育，以为领导农民工人武装起来，以革命手段打倒帝国主义的准备……学生军须特别注意各项军事学术之研究。学生军应采取民主集中的精神，反对采取野蛮的绝对服从的奴隶制度，以压制并蹂躏学生的正当自由权。
在《援助工人农民运动议决案》中指出：“在半殖民地的中国，最受压迫的民众，莫过于工人及农民”。他们“在人口占最大多数，在经济上占生产地位”，“他们在中国民族解放运动中，实为最强的主力军”，“因此我们应与他们联合”，结成统一战线，“打倒我们共同的敌人帝国主义及反动军阀”。根据这个原则，大会规定了援助工农的办法。
这些议案都是根据恽代英的思想起草的，又经恽代英、任弼时的修改，提交大会通过后，成为当时学生及青年运动的方针。在我党的幼年期，就提出这种光辉的思想，是具有独特性的。
七届学代会后，向北京、天津、河南、陕西、湖南、湖北、安徽、福建、广东等地派特派员指导运动。推动各地学生的党的领导下，积极开展游行、演讲、募捐、抵制日货等活动，对五卅运动向全国展开发挥了独特的作用。
同时，共青团的组织在这以后也有了巨大的发展。据1925年9月统计。全国团员人数已由“三大”时的2400多人发展到9000多人，增加了2.7倍，其中工人成分由原来不到10%增加到38%。
在这场席卷全国、波澜壮阔的以反帝爱国为宗旨的五卅运动中，恽代英作为主要领导人之一，充分表现了革命弄潮儿的领导艺术的献身精神。