전협(全協)·최익환(崔益煥) 등은 민족의 독립과 실력양성을 표방하고 1919년 3월 서울에서 「조선민족대동단(朝鮮民族大同團)」을 결성하였다. 흔히 이 단체는 「대동단」으로 불리었으며, 사회 각층의 인사를 한데 모아 민족역량을 결집함으로써 독립운동의 구심적 역할을 수행하고자 김가진(金嘉鎭)을 총재로 추대하였다. 이때 김상열은 이신애(李信愛)의 권유로 대동단에 가입하게 되었다. 그는 이신애가 동지를 규합해 달라고 부탁하자 적당한 인물을 물색하였다. 그래서 김상열은 대동단의 목적에 동의하는 김익하(金益夏), 이종춘(李鍾春)과 이겸용(李謙容)을 대동단에 가입시켰다. 그후 그는 정규식(鄭奎植)·나창헌(羅昌憲)·이종욱(李鍾郁)·한위건(韓偉鍵) 등과 11월 1일 서울 종로에 있는 파고다공원에 집합하여 제2회 독립선언서를 발표하기로 협의하였다. 이같이 협의한 후 안교일(安敎一) 및 신현구(申鉉九) 등과 때때로 이곳저곳에서 모의를 거듭하며 동지들을 규합하는 활동을 하다가, 11월 27일에 제2회 독립선언서를 배포할 계획을 하였다. 이 계획에 따라 11월 25일 서울에서 등사판을 사용하여 김상열 등이 서명한 선언서 수십 매를 나창헌·이신애 등과 협의하여 27일 오후 5시에 일반에게 반포하여 일대 시위운동을 하기로 하였다. 그들이 계획한 제2회 독립선언서에는 '3월 1일 독립을 선언하고 4월 10일 정부를 수립하였던 바, 무도한 일본은 시세의 추이에 상관없이 포학한 만성으로 이를 탄압할 뿐만 아니라, 맨주먹의 군중을 총으로써 대하고 촌락을 불태우는 등 인간의 양심으로는 차마 할 수 없는 만행을 일삼았다. 만일, 일본으로서 끝까지 개과하지 않는다면 우리 민족은 할 수 없이 3월 1일의 공약대로 최후의 1인까지 최대의 성의와 최대의 노력으로 혈전(血戰)을 불사할 것을 성명(聲明)한다'라고 천명하였다. 이같은 선언서에 김상열은 의친왕, 김가진, 전협, 양정(楊楨), 이정(李政) 등과 함께 대한민족대표로 서명을 하였던 것이다. 그후 김상열은 1919년 11월 27일 오후 2시 김병익(金炳益)의 손자인 김굉식을 이종춘·김익하와 함께 파고다공원에서 만나기로 하였으나 그곳에는 일제 경찰이 잠복하고 있었기 때문에 그대로 돌아오고 말았다. 그리고 그 날 오후 4시경 김상열은 김익하·이종춘과 장춘관(長春館)이라는 요리점으로 갔다. 그곳에는 김굉식외 두 명이 미리 와 선언서 배포에 대해 협의하였다. 그후 김상열은 의친왕 망명 계획이 발각되어 일제 경찰에 붙들렸다. 정치범죄처벌령, 출판법, 보안법 위반으로 넘겨진 김상열은 1920년 12월 7일 경성지방법원에서 징역 1년을 선고받았다. 이에 제1심에 불복하고 복심법원에 공소하여 1921년 5월 징역 1년 집행유예 2년을 선고받기까지 약 1년 4개월의 옥고를 치렀다. 정부는 고인의 공훈을 기려 2008년에 건국포장을 추서하였다.

• 朝鮮獨立運動(金正明) 제1권 분책 200~202면
• 判決文(京城覆審法院：1921. 3. 23)
• 독립운동사자료집(독립운동사편찬위원회) 제6집 244-245면
• 독립운동사자료집(독립운동사편찬위원회) 제9집 445~448면
• 독립운동사자료집(독립운동사편찬위원회) 제10집 870~879면
• 新韓民報(1921. 5. 12)
• 韓民族獨立運動史資料集(국사편찬위원회) 제5집 256~258면
• 京城市內의 木穩情況(1919. 11. 28) 朝鮮騷擾事件關係書類(5)
• 判決文(京城地方法院：1920. 12. 7)
• 東亞日報(1921. 3. 24)