1925年6月，省港大罢工爆发了。李源响应党、团组织的号召，积极参加了这次反帝斗争。他与香港十万罢工工人一道，回到广州坚持战斗。在中共广东区委的领导下，省港罢工委员会建立了纠察队，封锁香港，抵制英货，缉拿走私。李源加入了纠察队第三大队，接受政治教育和军事训练后，和队员们一起到广东沿海港口执行任务。在省港大罢工的斗争中，李源进一步经受了严峻的考验和锻炼。这一年秋天，他经苏兆征介绍加入了中国共产党。同年冬，李源担任中共海员工业联合总会支部书记。

由于李源在工人纠察队中表现勇敢，而且对航船作业比较熟悉，1926年，他遵照党组织的指示，到国民政府财政部缉私检查队，担任指导员。在一次到中山县附近水域巡查时，遇到了当地土匪用武装押运的走私船，李源果断地指挥队员开枪拦截，把土匪走私队伍打散，缴获了大批走私物品。他把缴获的走私货如数上缴，自己一尘不染，受到了国民政府财政部嘉奖和表彰。

李源积极参加反帝斗争，早已引起反动派的仇视。四一二反革命政变后，他也被敌人列为搜捕对象。反动军队包围了缉私检查队，用机枪猛烈扫射。缉私队员们在李源的指挥下英勇反击。由于寡不敌众，部分队员壮烈牺牲，李源率领少数队员在激烈的巷战中杀出一条血路，突出重围。与此同时，工余乐社的住址也遭到敌人查封。脱离了虎口的李源转移到大冲口隐蔽下来，继续与敌人进行不屈不挠的斗争。

腥风血雨仍在继续，同伴们的鲜血使李源进一步认识到了革命武装的重要。不久，李源被任命为中共广东省委特派员，负责与中共广州市委联系。他积极参与了省港罢工工人利益维持队、海员义勇队、剑仔队等工人武装的组建工作，率领广州工人革命武装对抗敌人的大屠杀政策。他还与沈青等组织了手枪队，专门打击叛徒、工贼、敌侦探、警长。

一天晚上，李源手持短枪，率领部分罢工海员袭击被国民党反动派、工贼把持的广州海员工会改组委员会，用炸弹炸死敌侦探4人，然后安全转移。

1927年6月，在省港大罢工两周年纪念日，李源协助中共广州市委发动两万多省港罢工工人在西瓜园广场举行示威大会，高呼“保持罢工工人一切权力!”“释放一切政治犯!”“打倒帝国主义!”等口号。沙基惨案两周年纪念日，他又与省港罢工委员会、广州工代会一起，发动省港罢工工人和广州工人三万多人召开纪念会。反动军警包围会场，他秘密指挥工人冲破敌军警的重重围困，举行声势浩大的反对新军阀示威大游行。

10月14日，广州海员工会为反对轮船公司开除参加省港罢工的海员举行罢工斗争。中共广东省委领导人李源、陈权、陈郁等参与领导了这次斗争。当天下午，5000多海员在太平戏院前举行群众大会。大会号召海员工人：“为在罢工斗争中取得胜利，必须在与轮船公司作斗争的同时，将改组委员会的委员赶出海员工会。工会要由工人自己亲办。”会上还当即选举了25名海员工人组成维持委员会，以执行大会的决议。会后海员举行示威大游行，把工贼、改组委员赶走，一度夺回海员工会。

这时，张发奎勾结汪精卫，把自己伪装成为国民党左派，主动提出与广州工代会和省港罢工委员会谈判，企图骗取群众的支持，以进一步在广州站稳脚跟，与桂系军阀争夺在广州的统治权。李源和中共广州市委负责人研究决定，趁此良机，以省港罢工委员会、广州工代会的名义，向广州市政府提出要求：一、释放一切政治犯；二、保证工会、农会自由存在；三、驱逐一切改组委员；四、当年4月15日前，工人与厂主所订的劳资协约一概有效；五、保持省港罢工工人的一切权利。为了实现上述要求，广州工人代表会于17日召开革命工会代表会议，通过了上述决议，并决定于10月23日举行总罢工，在东较场举行总罢工示威大游行。

工人群众反抗压迫斗争的迅速发展，引起了张发奎当局极大的仇视和恐惧。他们撕掉了先前表示同情工人运动的假面具，露出了镇压工人运动的凶相。10月19日，反动当局宣布全城戒严，出动大批军警沿街布岗，搜查行人，包围和搜查革命工会，逮捕了省港罢工工人30人，海员工人45人，解散了省港罢工工人纠察队。反动当局还天天散发和张贴禁止罢工的布告和传单，在报纸上登载关于要对工人参加总罢工施以“严厉惩处”的告示。

风云突变。李源和广州市委领导果断决定改变斗争策略，把原定总罢工的计划取消，改为晚上分组突击示威游行。10月23日深夜，由1000多名工人组成的100多个小组涌上街头。他们手执红旗，散发传单、张贴标语，然后迅速分散转移。这次行动表示了对反动当局镇压工人运动的抗议，而工人群众无一被捕。

11月30日，李源给广州市委带来了省委的指示：大力开展宣传，揭露汪精卫一伙所谓左派的真面目，教育群众丢掉幻想，与反动派进行坚决的斗争，并着手准备暴动。据此，他与广州工代会主席周文雍等发动、组织了2000多名失业铁路工人、5000多名失业火柴工人，于11月1日到东山汪精卫的公馆请愿，要求恢复职业。汪精卫拒不接见，还下令军警武装镇压。李源、周文雍率领工人还击。在搏斗中，周文雍被殴伤，不幸与30多名工人同时被捕。

在敌人疯狂的镇压面前，李源没有畏缩，他总结了经验教训，调整斗争的策略。当汪精卫以武力把2万多省港罢工工人强行赶出宿舍，使他们流落街头，无家可归时，李源即根据省委的指示，组织罢工工人建立起有500多人的广州工人赤卫队，发动省港罢工工人和广州工人准备参加广州起义。

与此同时，李源紧急组织营救战友周文雍等人。他和广州市委的同志制定了智取营救方案，由他和沈青具体执行。他们通过隐蔽在广州公安局任侦缉的黎胜，把生姜、辣椒炒的饭菜送进监狱。身患肺病和受了伤的周文雍吃了这些，立即发高烧，成为“重病号”。监狱长不得已把周文雍送到市立医院犯人室治疗。这时，早已做好准备的李源、沈青率领手枪队13人，乘4辆汽车开到医院正门。手枪队队员迅速收缴了门卫的枪支。李源跑进病房，用白被单把周文雍包裹起来，背着他快步钻进小汽车，开到沙河郊区一个事先安排好的安全地点。第二天，广州和香港的私营报纸在头版报道：“无牌小汽车，劫走共党周文雍”。一时之间，共产党英勇机智营救战友的传奇故事传遍全市。

营救战友出狱后，李源受命担任广州第五区暴动委员，投入了紧张的广州起义的准备工作中。受命之时他向党组织表示：“我负责这个区，反动武装很多，反动机关又是重要的大机关。这一次，一定要与反动派拼个你死我活。”

12月11日凌晨3时半，驻四标营的教导团的枪声划破沉沉夜空，震撼中外的广州起义爆发了。李源率工人赤卫队在第五区米市路、五仙观一带作战。他一马当先，勇猛冲杀，把敌人打得落花流水，迅速占领了全区的敌党政军机关和重要据点。翌日，敌第五军从河南区横渡珠江，妄图在长堤登陆，李源率赤卫队与教导团一部在长堤一带并肩战斗，用木板、砖石、铁桶等构筑工事，痛击来犯之敌，保住了长堤阵地。下午，中共广东省委书记张太雷不幸牺牲。消息传来，李源坚定地对赤卫队队员们说：“张太雷同志英勇牺牲了。我们一定要继承他的遗志，歼灭敌人，为保卫红色政权而战斗。”13日，敌人以数十倍于起义部队的兵力蜂拥攻入广州，李源率工人赤卫队坚守五区长堤阵地，与敌人展开巷战。他完成阻击任务掩护主力撤退后才撤离广州，到香港向省委汇报起义情况。

1928年2月，李源被派往海南岛工作，当选为中共琼崖特委书记。5月，他回香港任中共广东省委代理书记。6月，中共第六次全国代表大会在莫斯科召开，李源因工作需要没有出席大会。会上，他仍被选为中共中央委员。

9月，李源任中共广东省委书记。不久，他到粤东视察。临别之际，他对已怀有几个月身孕的妻子丘咏闲说：“我就要到东江去了，那里素有不毛之地之称，反动派又正到处搜捕共产党人，我们派去一个同志牺牲一个同志。但是，为了完成党的任务，传达党的‘六大’决议，虽然赴汤蹈火，我万死不辞。”接着，他拉着妻子的手，满怀深情地说：“你已身怀六甲，不能随行。如果我不幸牺牲了，将来生下男或女，辛苦你抚养他成人。等他长大后，要教育他为烈士们报仇，为中国人民谋幸福。”说罢，他拿起行装，勇敢地踏上了新的征途。

一路上，李源不辞劳苦，日夜兼程，到达潮汕地区大南山根据地，及时传达了中共六大精神，号召党员坚定信心，不怕艰苦，深入联系群众，一点一滴地在群众中扩大党的影响，逐步恢复革命力量，开展斗争。随后，他与游击队一起，在山区同敌人进行艰苦卓绝的武装斗争。同年11月，他转移到大埔县三河坝一带战斗，不幸被反动武装逮捕。在狱中，他宁死不屈，惨遭敌人杀害。李源牺牲时年仅24岁。