Khoảng cuối năm 1927, đầu 1928, để tuyên truyền tư tưởng xã hội chủ nghĩa và tư tưởng dân chủ mới, Ðào Duy Anh và những người lãnh đạo Ðảng Tân Việt ở Huế thành lập nhà sách Quan Hải Tùng Thư. Trên cương vị là Thường vụ Tổng bộ phụ trách tuyên truyền, Phan Ðăng Lưu với kiến thức Hán học và vốn tiếng Pháp tinh tế đã dịch và biên soạn nhiều tư liệu quý như "A.B.C chủ nghĩa Mác", "Dân chủ mới"; dịch các cuốn Xã hội luận", Lịch sử các học thuyết kinh tế...

Các cuốn sách, bài báo của Phan Ðăng Lưu, Ðào Duy Anh và các tác giả ở Quan Hải Tùng Thư góp phần thức tỉnh rất nhiều thanh niên, học sinh yêu nước để từ đó thấm dần vào các tầng lớp nhân dân. Trong chuyến đi Trung Quốc, được đến Bắc Kinh, Thượng Hải, Nam Ninh..., Phan Ðăng Lưu mang về nước nhiều tài liệu, sách báo về chủ nghĩa Mác rất quý giá.

Một số tài liệu do ông dịch (khi tá túc trong căn nhà của ông Ðặng Trọng Ninh ở phố Hàng Vôi, Hà Nội), hiện vẫn được Bảo tàng Cách mạng Việt Nam lưu giữ.

Tháng 9/1929, trong chuyến sang Trung Quốc lần thứ hai để tìm gặp và liên kết Ðảng Tân Việt với Việt Nam Thanh niên Cách mạng Ðồng chí Hội, Phan Ðăng Lưu bị bắt ở Hải Phòng, đưa về nhà lao Vinh và bị kết án năm năm tù khổ sai, lưu đày ở Ban Mê Thuột. Ngày 3/2/1930, Ðảng Cộng sản Việt Nam ra đời, Phan Ðăng Lưu được kết nạp Ðảng trong tù và tham gia ban lãnh đạo các chiến sĩ cộng sản nhà tù.

Theo hồi ký của Tôn Quang Phiệt, Ban Mê Thuột hồi đó là một khu tự trị với chính sách rất hà khắc của bè lũ thực dân và tay sai. Nhà tù tuyển lính gác ngục là người Ê Ðê vừa không biết tiếng Kinh, vừa bị kích động hằn thù dân tộc, chia rẽ Kinh, Thượng. Ý thức được tình hình, nhiệm vụ lúc đó, Phan Ðăng Lưu lao vào học tiếng Ê Ðê và vận động các bạn tù cùng học.

Chỉ vài tháng sau, ông đã có đủ vốn tiếng Ê Ðê. Ông cho ra tờ báo Doãn Ðê tù báo (trong tiếng Ê Ðê, Doãn là từ chỉ người Kinh, người miền xuôi). Tờ báo bí mật đó ra hằng tuần, là công cụ giác ngộ binh lính người Ê Ðê, vừa là tài liệu tuyên truyền nội bộ. Các bài viết ngắn gọn, đơn giản, trong đó nói về nỗi nhục mất nước, về quan hệ gắn bó giữa người Ê Ðê và người Kinh, về gương những người yêu nước bị tù đày, về cách nhìn cảm thông của tù nhân với những người Ê Ðê bị ép buộc làm những điều không muốn.

Tác dụng của tờ báo lúc đó là rất lớn. Mối quan hệ giữa người tù, lính canh được cải thiện rõ rệt. Một số lính canh còn giúp những người tù yêu nước trong nhiều việc có ích khác. Riêng Phan Ðăng Lưu, dù bị bọn cai ngục "chăm sóc" rất kỹ, bị đánh đập dã man, bị cầm cố, nhưng ông vẫn viết báo đều, viết khỏe, viết bằng tiếng Việt và tiếng Pháp, kêu gọi dư luận bên ngoài hỗ trợ cuộc đấu tranh của tù nhân.

Một lần, một đồng chí của Phan Ðăng Lưu tên là Ðậu Hàm, quê Hà Tĩnh mãn hạn ra tù. Phan Ðăng Lưu viết một bài báo bằng tiếng Pháp, đêm đó xẻ đế dép cao-su của bạn ra, nhét tờ báo vào trong. Khoảng 3 giờ sáng, vì có nội gián, cai ngục và lính tráng ập vào khám đúng chiếc dép đó. Sau sự việc, Phan Ðăng Lưu bị tra tấn tàn khốc và bị tăng thêm án.