1930년 3월 경기도 수원(水原), 진위(振威, 현 平澤市)를 중심으로 한 수진농민조합(水振農民組合)을 창설하며 농민운동을 전개하였다. 당시 수진농민조합은 ‘농민의 이익획득과 생활향상, 농민의 문맹퇴치와 의식적 교양, 농민의 상호부조와 확고한 단결’을 내걸고 합법단체로 출범했다. 그러나 수진농민조합은 단순히 농민의 권익확보에만 나서는 것이 아니라 수원청년동맹과 신간회 수원지회 해소 이후 수원지역 민족운동의 지도적인 역할을 하였다. 한편 남상환은 동년 8월 조선농민총동맹(朝鮮農民總同盟)의 서기 및 중앙집행위원에 선출되어 활동하였다.

수진농민조합은 점차 혁명적 농민조합으로 전환하며 소작쟁의를 주도하는 한편, 일본 제국주의의 타도를 목표로 농민들에 대한 사회주의 교육을 강화해갔다. 수진농민조합을 이끌던 남상환은 장주문(張柱文), 박승극(朴勝極) 등과 수진적색농민조합(水振赤色農民組合)을 조직하여 소작쟁의를 주도하였으나, 이를 빌미로 일경에 체포되었다. 1933년 4월 폐병, 위장병 등으로 예심 도중 병보석으로 석방된 남상환은 결국 4월 19일 세상을 떠났다.

정부는 고인의 공훈을 기려 2007년에 건국훈장 애족장을 추서하였다.

• 1934년 3월 治安政況(國史編纂委員會)
• 中外日報(1930. 8. 7)
• 東亞日報(1932. 12. 24, 1933. 3. 21, 28, 1935. 8. 17)
• 朝鮮中央日報(1933. 4. 21)