李启汉被判刑进一步引起了社会愤慨，广大工人“对此帝国主义资本主义炫耀权力举动，势难箴默容忍，并劝大众惩办承办此案的捕房和会审会审公廨官员”。上海邮局工人到处散发传单，宣布“李启汉因被控煽动邮务工人罢工，致被判罪。我们邮务工人都能证明他是无辜的”。京汉铁路的工人对租界当局“严词谴责”。据上海一些暗探向巡捕房报告说，6月26日，上海市“各工会接到京汉南路工人发出的通电，对工部局捕房控诉李启汉、封闭《劳动周刊》事提出严重抗议”。书记部北方分部和山东支部也发表文告，抗议《劳动周刊》被封和李启汉被捕，揭露租界当局对李启汉的迫害“无非是想重责李君，使旁人再不敢为我们说公道话”。但是，公共租界当局对于中国人民的抗议置之不理。李启汉入狱后，中共上海地方委员会曾开会讨论营救事宜，决定由沈雁冰联系上海工商界知名人士设法保释，结果也没有成功。

　　刚脱租界当局监押又入上海警所虎口

　　1922年9月8日，李启汉监禁刑期届满。公共租界当局还不甘罢休，又玩弄了一条“借刀杀人”的计划。他们以“驱逐出租界”为名，故意将李启汉押解给上海中国当局护军使署，并授意中国方面对李启汉加以“永远监禁”。上海护军使何丰林秉承租界当局的旨意，不加审问，立即把李启汉戴上手铐脚镣投入了监狱。1922年9月9日，上海《民国日报》即以《李启汉出狱后解入军署》为题揭露说：“李启汉因被邮局指为鼓动邮差罢工，经公廨判处拘役3个月，至本月8日，应期满出狱。淞沪警厅长徐国梁前日奉何护军使函云，李启汉刑期届满，准于本月8日出狱。刻接侦探报告，工人游艺会拟于是日特开欢迎大会，恐有扰乱地方治安之举动，仰侯捕房送来华界时，遴派干练探警护送来署，听候发科研讯等因，厅长奉令后，昨饬游巡侦缉两队队长，各率队士将李押上汽车，解送军署云。”

　　被上海警察厅逮捕后，李启汉一开始被关押在龙华军事监狱，一个月后，又被转移到上海陆军监狱。在狱中，李启汉始终斗争不屈。1924年9月，盘踞在江苏的直系军阀齐燮元与盘踞在浙江的皖系督军卢永祥之间爆发了江浙战争，党组织利用这一机会积极展开营救活动。10月13日，隶属于皖系的何丰林失败，在仓皇出逃前夕才将李启汉释放。两年多的监狱生活使李启汉的身体遭到了极大的摧残，“骨瘦如柴，难以辨认”。为庆祝李启汉获得自由，邓中夏以悲愤的心情特意写诗一首相赠，题为《启汉出狱，喜极而泣，诗以志之》。诗中写道：

　　……

　　屈指算来，已是两年四个月了。

　　你的神采似乎比以前还光辉了些。

　　但是，你乱蓬蓬的发呢？你短髴髴的须呢？

　　呵！出狱时剃去了。但是，解开你的衣襟，笞疤减去了没有？

　　脱下你的鞋袜，镣痕消去了没有？

　　啊！斑斑犹存。我涔涔的泪流了。

　　……

　　哦哦，我们的战士，准备迎战！准备厮杀！

　　中国工人》刊登的《启汉同志出狱！》也称赞李启汉是“一个无产阶级的先锋，劳动运动的健将”。邓中夏后来将他称为中共“坐狱最早最苦的同志”。