1920年1月,陶尚釗跟隨周恩來率領千餘名大中專學生包圍直隸省公署,要求釋放不久前被捕的學生,結果二人均遭誘捕。陶尚釗出獄後不久和周恩來一起在其胞兄陶尚銘(張作霖幕僚)資助下赴法國勤工儉學。
1922年底的一天,和陶尚釗一起學習的中國留學生有的外出購物,有的去郊遊,只留下他一個人在宿舍里煮食物吃。酒精爐放在靠窗處,由於陽光太強烈,看不清火焰,陶尚釗以為酒精已經燒完(其實酒精甚滿),他將酒精傾瓶倒入爐中。由於酒精溢出爐外,濺在身上,隨即烈火燒及全身,加上酒精爐突然爆炸,引起大火,當時樓內空無一人。傍晚同學們回來,見陶尚釗已被燒死,面部和前胸全部燒焦,大家見此慘狀,無不失聲痛哭。周恩來決定把陶尚釗埋葬在法國巴黎附近,然後將墳墓和遺物拍成照片寄給了陶尚銘。