Đầu tháng 6/1966, Lý Lập Tam nhận quyết định đình chỉ chức vụ Bí thư Trung ương cục Hoa Bắc để "kiểm điểm". Ông bị Hồng vệ binh dẫn ra trước công chúng, cổ đeo biển "phần tử phản đảng", bị ép phải tự xỉ vả mình về sai lầm "tả khuynh", "hữu khuynh". Sáng ngày 19/6/1967, một toán Hồng vệ binh bắt giải Lý Lập Tam đi và 3 ngày sau, ông qua đời tại một nhà giam bí mật.

Cho đến năm 1980 thì Lý Lập Tam được phục hồi danh dự. Ngày 20 tháng 03 năm 1980 tại lễ truy điệu khôi phục danh dự, với sự hiện diện của Đặng Tiểu Bình, Hồ Diệu Bang, Vương Chấn đọc tuyên cáo chính thức có đoạn: Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc đã ra quyết định hoàn toàn phục hồi cho đồng chí Lý Lập Tam và khôi phục lại danh dự tốt đẹp của đồng chí. Nay hoàn toàn và triệt để bác bỏ mọi lời bịa đặt vu cáo... đối với đồng chí Lý Lập Tam.