崇祯十三年（1640年），江西巡抚解学龙以“忠孝”为由向朝廷举荐黄道周。解学龙说：“黄道周通晓经书，可以担任辅臣。”崇祯帝听后大怒，下令逮捕二人入狱，以“伪学欺世”之罪重治 。由于几位大臣力谏，改为廷杖八十，永远充军广西 。
崇祯十四年（1641年），杨嗣昌暴病而亡。崇祯帝回想起黄道周当初的预言，便下旨将黄道周复官，入京召见。此时，河南已被李自成农民军攻占，关外明朝的领土也皆被清军占领，黄道周见朝廷昏庸无道，国运已尽，遂告病辞官，回到老家福建漳浦，结庐先人墓侧，专心著述 。
崇祯十七年（1644年），明亡后，黄道周任南明弘光朝吏部侍郎、礼部尚书，“严肃冷峻，为人正直，不追随世俗”，杨廷麟曾力荐他充讲官兼直经筵 。
顺治二年（南明隆武元年，1645年）九月十九日，黄道周募众数千人，仅有十几匹马，还有可以供应一个月的粮食，出仙霞关，抗击清兵。十月初，黄道周率众抵达广信（今上饶），募得三个月兵粮，兵分三路，向清兵发起进攻，一路向西攻打抚州（今临川），另两路北上分攻婺源、休宁，不久之后三路都被打败 。
顺治三年（南明隆武二年，1646年）三月五日（4月20日），黄道周就义。临刑前，他洗好手换好衣服，取得纸墨，画了一幅长松怪石赠人，并给家人留下遗言：我之前因为遵循仁义之道而不死，所以能够平安地渡过困境；而如今贤才都从天上陨落，所以只有我临危受命，死守善道。就义的时候，他的老仆人悲伤地为他落泪，黄道周安慰他说：我是为天下大义而死的，已经算得上是尽享天年，你为什么要替我哀伤呢？于是从容就刑。到了东华门刑场上，黄道周向南方再拜，他撕裂衣服，咬破手指，留了一封血书送给家人：“纲常万古，节义千秋；天地知我，家人无忧。” 大意为纲常节义是恒久不变的美德，天地也理解我的心愿，希望家人无忧。临刑前，他大呼：天下哪能有怕死的黄道周呢？ 最后头已经断了，而身子直直地竖立不倒。死后，人们从他的衣服里发现“大明孤臣黄道周”七个大字。他的门人蔡春溶、赖继谨、赵士超和毛玉洁同日被杀，人称“黄门四君子”
