1900年春天，沈藎由日本回到上海，與唐才常等人共同組織革命組織“正氣會”，隨后又更名為“自立會”。沈藎任自立會干事，“主持交通，出力甚大”。自立會以漢口為中心進行革命活動，公開宣布“我等認為滿州政府不能治理中國，我等不肯再認為國家，變舊中國為新中國，變苦境為樂境”，謀求“新造自立之國”。自立會還建立了以會黨群眾和清朝下層士兵為骨干的“自立軍”。自立軍共有七軍，湖北新堤為右軍，共有6個營，沈藎為右軍統領。7月24日，沈藎攜帶花銀二千余元赴新堤，以“中國國會自立軍右軍統領”的名義，研究部署在新堤舉行武裝起義的具體事宜，并決定在8月15日舉行起義。

　　三天后，沈藎得知漢口起義失敗，唐才常等主要領導人殉難的消息后，立即召開緊急會議，為了表示“繼續已死者之生命，完成已死者之志愿”的決心，會議決定提前舉行起義。28日，“右軍所部起事”。當天晚上，新堤衛隊營偷襲清軍水師營，各地自立軍二千多人紛紛響應，自力軍的黃綾旗“插遍全市”。

　　起義失敗后，沈藎輾轉來到上海，隨即他又悄悄地潛入北京、天津等地。在天津，沈藎受聘為“報館訪事”(即今天的記者)，同時兼任一家日本報紙的通訊員，開始以記者的公開身份為掩護，繼續從事反清活動。當時的北京正處于八國聯軍控制時期，由于沈藎擅長交際，又有政治眼光和新聞敏感性，很快便與八國聯軍的部分將士混得相當熟悉。北京各界名流聽說沈藎認識許多外國朋友，紛紛前去巴結。為了從這些貴族口里打聽到有用的信息，沈藎盡量和他們把酒言歡，虛與應付。

　　1903年，沈藎從貴族口中得知中俄兩國要簽訂密約的消息后，為阻止清政府的賣國行為，決心在簽約之前把密約內容昭示天下，讓全國人民認清清政府的丑惡嘴臉。經過多方努力，沈藎最終通過政務處大臣王文韶之子搞到了《中俄密約》草稿的原文。沈藎迅速將《中俄密約》草稿寄給了天津英文版的《新聞西報》。《新聞西報》收到后當即原文刊登。隨后，國內外各大新聞媒體紛紛轉載，日本新聞界還專門為此出了一期號外。

　　《中俄密約》的內容公之于眾后，國內外輿論一片嘩然。全國人民群情激憤，紛紛斥責清政府的賣國行徑，進一步促進了全國范圍內革命運動的深入開展，清政府則陷入了非常難堪的狼狽境地。在國內外強大輿論的壓力下，清政府不得不放棄簽訂《中俄密約》的計劃。

　　《中俄密約》泄密后，清政府立即派人全力偵察密約泄露的原因。而此時的沈藎非但沒有躲避清政府的追查，反而提出了一個更加大膽的計劃:聯絡李蓮英，干掉慈禧太后。他把自己的想法告訴給兩個最要好的朋友——旗人慶寬和前翰林吳士釗。那知慶寬和吳士釗得知沈藎的想法后，深感不安，決定聯合向慈禧太后告發沈藎。1903年7月19日晚上，毫無防備的沈藎在北京寓所里被捕。

　　沈藎被捕后，毫不畏懼，大義凜然，視死如歸。他知道罪惡的清政府絕對不會放過自己。遂做《絕命詩》四章，其中一首是這樣寫的:“獄中鐵鎖出郎當，宣武門前感北堂。菜市故人流血地，五忠六士共翱翔。今年三十有一歲，贏得浮名不值錢。從此興亡都不管，靈魂歸去樂諸天。”

　　審訊期間，沈藎毫不諱言自己的言行，坦承自己的愛國行為，并大聲揭露慈禧太后企圖掩蓋《中俄密約》的賣國行徑。本來因光緒皇帝出生在六月(陰歷)，故六月被稱為“萬壽月”，“例不行刑”，加之當時清政府正在操辦慈禧太后生辰慶典，但是惱羞成怒的慈禧太后還是極其殘忍地下令將沈藎“斬立決”。后因懼怕行刑會影響“慶典”，慈禧太后這才發布諭旨:“著即日立斃杖。”

　　7月31日(陰歷六月初八)，刑部大堂8個獄卒手拿特制的大木棍，準備行刑。沈藎面對獄卒，大聲說道:“快些了事!”于是，8名獄卒輪流捶打沈藎的四肢和背部，時間長達4個小時之久。沈藎被打得血肉橫飛，“骨已如粉”，其狀慘不忍睹，但沈藎自始至終“未出一聲”。這時，堂司以為沈藎已死，下令停止捶打。不想這時沈藎用微弱的聲音說道:“速……用繩絞我……”見沈藎還沒有死，堂司又下令“以繩勒其頸，而始氣絕”。

　　清政府以極其殘忍的酷刑處死沈藎后。全國人民在沉痛悼念沈藎的同時，更加激起了對清政府的無比痛恨之情，就連外國報紙也紛紛加以譴責。革命派辦的報紙《中國日報》發表唁文說:“沈君之死，鬼神為之號泣，志士為之飲血，各國公使為之震動，中西報紙為之傳揚。是君雖死之日，猶生之年!”當年9月，章太炎先生以義憤填膺的心情在革命派的報紙《浙江潮》上寫了一首沉痛悼念沈藎的詩《獄中沈禹希見殺》:“不見沈生久，江湖知隱淪。蕭蕭悲壯士。今在易京門。魑魅羞爭焰，文章總斷魂。中陰當待我，南北幾新墳。”1936年10月，魯迅先生在他所寫《關于太炎先生二三事》一文中引用了章太炎先生的這首詩。

　　沈藎是我國歷史上第一位殉職的新聞記者，年僅31歲。

　　中國記者沈藎與英國記者莫理循的友誼