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說也湊巧，陳被捕這天潘正好不在家。二人有時難免發生口角，一個月前因為一件小事爭執起來，她生氣回了浦東娘家，得以倖免。當從報紙上看到消息和照片時才恍然大悟，驚訝地說：「這不就是我家的老頭子嗎？」那個時代，老百姓在白色恐慌下談「共」色變，惟恐避之不及。潘蘭珍本可乘機遠遁，但是令人料想不到的是，她竟是一個女丈夫，逆流而上，毫不猶豫地跳進漩渦，跑來與陳獨秀共度難關。
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陳獨秀也是一個重十分感情之人。被捕後，亦處處為潘着想，懇切委託高語罕做善後工作。從1932年11月至第二年3月，多次寫信給高語罕，對出於無奈向潘隱瞞真實身份達兩年之久表示歉意，請高問潘：「對於我，以前未曾告以真姓名，及她此次失去衣服，有怨言？」被捕後半個月還要高再到他家尋覓潘的財物，說在其書桌抽屜內藏有一小袋，「係女友潘君之物，她多年的積蓄，盡在其中，若失去，我真對她不起」。自然，對於潘蘭珍，最為牽掛而只能做到的是以後不能再牽連於她，提議從此與自己斷絕關係，自謀出路。當時托派的成員還想幫助潘，陳則說：「潘女士她浦東有父母，她能在香煙廠做工，不需要我的幫助，並且事已揭開，她必不願受我們幫助也。」沒想到，她卻不尋常地不避嫌，不怕險，還要求來探望陳獨秀。陳立即托高勸阻，說自己「案情無大危險，免她懼慮」；「婉言勸她不必來看我」。[36]
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潘蘭珍的深情和執着十分感人。她看到陳獨秀本來生活清苦，又有病痛折磨，入獄失去了自由更需要人照顧，別人可以不管，她則責無旁貸。於是，陳獨秀判刑後不久，把與陳同居後領養的女兒安排在娘家後，隻身來到南京。她先借住在教育部次長段錫朋家裏，後租一間小屋，化名「王素芬」。每天五時，必到獄中照顧陳的生活。[37]有了這樣條件，陳獨秀浪漫無羈習性再次發作，又做出令人驚訝的怪事來。
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一天，典獄長把同監的濮清泉叫去，說「當年我也是崇拜陳先生的一人，以為他的道德文章可以做青年模範，現在看來，他的文章雖好，道德有限」。後者「摸不着頭腦」，不知出了甚麼事？典獄長叫看守退出，把門關緊，說道：
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我今天把你找來，有件事要你轉告。陳先生在我們這裏，我們沒有把他當作犯人看待，上面叫我們優待，我們也儘量給他以優待。但是優待也有個界限，這裏是監獄，不是旅館。陳先生近來忘記了他在坐監獄，把我們這裏當旅館，這是使我們很為難的。……根據看守人的報告說，陳先生和那個姓潘的女士，在他的監房裏發生過肉體關係，這怎麼行呢？這事情傳出去，豈不要叫我同他一樣坐牢嗎？請你婉言轉告他，要為我的處境想一想。面子要雙方來顧，如再有這樣行動，那就莫怪我無情了。
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第二天濮清泉把此話轉告了陳獨秀。陳起初「神色自若，毫無赧顏」。濮批評說：「你是一個政黨的領袖，對婦女問題，沒有正確而嚴肅的態度行嗎？」陳自知理虧，沉默良久然後說道：「在建黨以前，在這方面，我是放蕩不羈的，可是建黨以後，我就深自檢點沒有胡來了。」[38]言外之意，他這次不屬於「胡來」範圍。說來也是，他們已經是同居兩年的事實上的夫妻了，不過場合不合適而已。現在典獄長既然如此說了，「面子」還是要給的，而且是「雙方的面子」，從此不再發生這樣的事了。
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就這樣，潘蘭珍一直照顧到陳三年後出獄。患難識知己，日久見人心，陳獨秀深受感動。特別是出獄後對陳的始終如一的照顧，也感動了高氏姐妹所生的孩子，他們對潘氏由不解、不滿，到接受和尊敬。對於潘蘭珍來說，看到眾多達官貴人和社會名流來探望並饋贈各種衣物（僅貴重的皮袍子就送來八件，陳用不了就轉送獄中難友）和錢財，也大開眼界，明白這個「老頭子」的價值和地位。於是兩人更加相親相愛。
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陳獨秀與夫人潘蘭珍在石院牆居住的臥室，右側為陳獨秀的書房
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陈独秀全传 [:1705944948]
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獄中的研究工作
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陳獨秀長期過着動盪危險的「地下」生活。其實，就其個人愛好而言，他更熱衷於學術研究工作，尤其是文字學。現在入獄，要坐長達八年之久，於是更認真安心地要把這監獄當作研究室，開展情趣昂然和緊張的研究工作了。用他的話來說：要在監獄這種環境中，爭取「人生最高尚優美的生活」，為人類創造「有生命、有價值的文明」。[39]於是，他擬訂了一個龐大的著述計劃，揚言「擬謀中國學術長足之進展」，「創造中國五十年新政治學術之結晶，以謝國人」。[40]
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他的計劃是：除了繼續文字學著作外，在二、三年內準備研究撰寫以下論著：
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《古代的中國》
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《現代中國》
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《道家概論》
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《孔子與儒家》
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《耶穌與基督教》
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《我的回憶錄》
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根據當時向胡適、汪原放索要書的信，他在獄中所讀的書有以下幾類：
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政治理論：《列寧的組織論》、《倫理與唯物史觀》、《馬克思主義方法論》。這三本都是日文版的。英文版的有亞當．斯密的《原富》、李嘉圖的《經濟與賦稅之原理》。此外還有馬克思、恩格斯的著作：如《反杜林論》、《經濟學批判》、《價值、價格及利潤》。還有《盧森堡致考斯基書信》，托洛斯基的《中國革命問題》及何禮著的幾本主張共和國政治的小冊子。
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歷史與傳記：《古代社會》（摩根著）、《殷虛書契》（羅振玉著）、馬可波羅的《東方遊記》、《中亞細亞遊記》、《廿四史》、《廿五史》、以及《第一國際史》、《中國革命史》、《馬克斯傳》、《達爾文傳》、托洛斯基自傳《我的生平》等。
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文字學：《殷虛書契》（它既是記載中國遠古時代的歷史書，又是研究中國文字最早起源的甲骨文的教科書）、《漢晉西陲木簡彙編》、許慎《說文》等中國歷代重要的文字音韻學著作。他在這方面興趣之廣泛，竟然還要日本出版的亞洲地區的一些小語種小叢書，如蒙古語、西藏語、緬甸語、暹羅語、朝鮮語、安南語、馬來西亞語、土耳其語等。此外，還有為學習馬恩原版書需要，他竟然還要學德語，因此託人購買《英德字典》、《德英字典》和《德語文法教程》。
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當然，由於經濟條件的限制，以上書也並不是都買得起。如羅振玉的《殷墟書契》，他很需要，但每部要232元。他說：「如此之貴，當然不能買……只得設法託人借一部來看看。」有的如《漢晉西陲木簡彙編》，「太重，郵費太貴，不合算」，也只得放棄，或「託便人帶來」。[41]
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從以上不完全的書單已經可以看到，陳獨秀這次在獄中的確作了長期研究的準備，真正做到博覽群書，精深研究，廣積薄發。若能持之以恆，他必能成為中國近代著名的學問家。所以，胡適和陳的學生、後來成為著名學者的傅斯年、王森然都為他把過多的精力放在政治上而惋惜。1934年，王森然在獄中探望陳獨秀，看到他在獄中刻苦讀書、潛心著述時十分激動地評論說：「先生書無不讀，又精通日文、法文。故其學，求無不精；其文理無不透；雄辯滔滔，長於言才。無論任何問題，研究之，均能深入；解決之，計劃周詳；苟能專門致力於理論及學術，當代名家，實無其匹。」