花大眾書店實際上是為黨轉送檔案的交通站，受晉綏八地委的直接領導，王乃英、陳志齊分別擔任交通站的正副主任。1941年2月，大眾書店奉命關閉，陳志齊和鄧瑜從大象轉移到文水縣北辛店村，除將大部分物資、書報轉上山外，他們留下少量的紙張和油印工具，繼續在北辛店樹編印抗戰宣傳資料在各村分發，以激勵和鼓舞人民民眾抗戰到底的信心和決心。
1941年4月初，陳志齊被調到八地委任秘書，分管機關行政、後勤工作。他經常組織工作人員學習政治理論、時事政策和業務知識，將行政、後勤工作做得井然有序，充滿生氣。同年12月，在反擊日偽軍冬季掃蕩戰鬥中，他帶領一個組與敵人周旋。12月26日晚，陳志齊與同志們夜行到交城縣東葫蘆楊家溝山上，次日晨被日軍重兵包圍，數次突圍無效後，陳志齊他們不幸被俘。12月28日，陳志齊等被敵人押到東社據點，後又押到汾陽縣城，被關進汾陽西門外大營監獄。在獄中，陳志齊組織編造假口供應付敵人，還教育遇難戰友一有機會就往外逃。1942年1月8日'天未明，敵人將陳志齊等人押上火車，陳志齊以為敵人要處決他們，他堅定地對戰友們說：“敵人要槍殺咱們時，大家一定要高聲呼喊三個革命口號，即‘中華民族解放萬歲’、‘打倒日本帝國主義’、‘中國共產黨萬歲’。”然而敵人不是要殺他們，而是把他們押到了太原俘虜工程隊。陳志齊被關押在太原俘虜工程隊期間，繼續進行革命宣傳教育活動，組織遇難戰友用假口供應對敵人的審訊逼供，教育戰友們要保護好身體，出去做苦工時，有機會就往出逃，對被俘的國民黨官兵進行抗日民族統一戰線的宣傳，以解除他們對共產黨、八路軍的誤會和懷疑。1942年1月下旬，陳志齊等又被押送到撫順市萬達屋煤礦做苦工。
到撫順後，陳志齊身患痢疾，身體非常虛弱，但對敵鬥爭的意志仍然十分，強，敵偽工頭三番五次的毒打折磨，他依舊堅貞不屈。他曾多次指著賣國求榮的工頭，義正辭嚴地說：“我們是共產黨領導的抗日最堅決的八路軍，你們則是賣國求榮的漢奸，是中華民族的敗類。你們仗勢欺侮中國人，能對得起祖國人民，對得起你們的父母妻子兒女嗎?”到撫順九天后，陳志齊身受折磨，痢疾加重，不幸獻出了年僅24歲的寶貴生命。臨終前他對戰友們說：“你們一定要找機會逃出去，再回抗日根據地幹革命，絕對不能當日寇統治下的亡國奴。”
