被关押一年多后，1929年8月20日，毛泽建被残酷的敌人押赴刑场，慷慨就义于衡山县城南马庙坪，年仅24岁。在狱中她写下遗书：我将毙命，不足为奇。在达湘个人方面是很痛快的事了。人世间的苦情已受尽，不堪再增加。现在各处均在反共，这就是我早就料到了的。革命轻易的成功，千万不要作这样的奢望。但是，人民总归要做主人，共产主义事业终究要胜利，只要革命成功了，我是万死也无恨，到那天，我们会在九泉下开欢庆会的。

    毛泽建牺牲后，长眠在湖南省衡山县金紫峰麓下，被当地人称为“衡山朱凤”。

    毛泽建，一个信仰坚定的共产党人，为劳动人民的解放事业献出了自己宝贵的生命。她是毛泽东亲人中第一位牺牲者。毛泽东闻讯后惋惜地说：“菊妹子的牺牲很可惜，她是个好同志。”