1927年7月27日，周恩来在南昌召开了有朱德、刘伯承、恽代英、彭湃、叶挺、聂荣臻以及江西党组织负责人参加的重要会议，成立了以刘伯承为参谋团长，周恩来、叶挺、贺龙为委员的参谋团。下设起义军总指挥部，由贺龙任总指挥，叶挺任前敌总指挥。

1927年8月1日凌晨2时，周恩来、朱德、贺龙、叶挺、刘伯承等各指挥的各个起义军向驻守南昌的国民党军队发动进攻，经过四个多小时的激战，歼敌三千余人，缴获枪支五千余支，子弹百万余发，大炮数门，占领了南昌城。当天上午，在南昌举行了共产党中央委员、各省区特别市和海外各党部代表联席会议，通过了《中央委员宣言》，成立了由宋庆龄、周恩来、贺龙、叶挺、朱德等25人组成的中国共产党革命委员会，通过了《八一起义宣言》等文件，提出了“打倒帝国主义”、“打倒新旧军阀”、“实行耕者有其田”等革命口号和政纲。同时对起义部队进行了整编，仍沿用国民革命军第二方面军番号，以贺龙兼代总指挥。因敌以重兵进攻南昌，中共前委决定根据中共中央的预定计划，起义部队于8月3日至6日先后撤离南昌，挥师南下，取道临川、宜黄、广昌，直奔广东潮汕地区。

起义部队在江西瑞金、会昌打垮了国民党反动军队的堵截，然后经过福建的长汀、上杭和广东的大浦，于9月下旬占领了潮州、汕头，主力部队经揭阳向汤坑西进。10月初，西进部队和留守潮汕的部队遭到优势敌军的围攻，起义部队大部分被打散，一部分突围到了海陆丰地区，与海陆丰地区的农民武装会合;另一部分由朱德、陈毅率领经赣南、粤北转入湘南，开展游击战争。1928年1月在湘南地方党组织和农民武装的配合下，在宜章举行了“年关起义”。由于遭到优势敌军的“协剿”，起义部队和农民武装撤出湘南，于同年4月到达井冈山与毛泽东率领的部队胜利会师，组成中国工农革命军第四军，后改称工农红军第四军。

起义成功后，中共前委按照中共中央关于这次起义仍用国民党左派名义号召革命的指示精神，发表了国民党左派《中央委员宣言》，揭露蒋介石、汪精卫背叛革命的种种罪行，表达了拥护孙中山“三大政策”和继续反对帝国主义、封建军阀的斗争决心。8月1日上午，召开了有国民党中央委员、各省区特别市和海外党部代表参加的联席会议，成立了中国国民党革命委员会，推举邓演达、宋庆龄、何香凝、谭平山、吴玉章、贺龙、林祖涵(伯渠)、叶挺、周恩来、张国焘、李立三、恽代英、徐特立、彭湃、郭沫若等25人为委员。革命委员会任命吴玉章为秘书长，任命周恩来、贺龙、叶挺、刘伯承等组成参谋团，作为军事指挥机关，刘伯承为参谋团参谋长，郭沫若为总政治部主任，并决定起义军仍沿用国民革命军第二方面军番号，贺龙兼代方面军总指挥，叶挺兼代方面军前敌总指挥。所属第11军(辖第24.第25.第10师)，叶挺任军长、聂荣臻任党代表;第20军(辖第1.第2师)，贺龙任军长、廖乾吾任党代表;第9军，朱德任副军长、朱克靖任党代表。全军共2万余人。