1920年8月，毛泽东在长沙成立了文化书社，杨开慧得知书社缺经费后，还回家动员母亲把父亲去世时亲友们送的奠仪金，拿出一部分来支持毛泽东，同时她还参加了书社的工作。
　　1920年湖南教育界、学界就妇女教育问题展开热烈讨论，男女同校成为讨论中的热门话题。要开风气之先，需有勇敢者带头，需要非凡的魄力和胆识。杨开慧想进男校，和毛泽东商量，毛泽东非常支持。1920年9月，杨开慧串联了福湘、周南两女校的5名女学生，毅然进入岳云男子中学，成为全省男子中学中第一批女学生。

　　1920年冬，杨开慧加入中国社会主义青年团，成为湖南第一批团员。这年年末，她与毛泽东结婚。
　　革命岁月
　　1921年夏，毛泽东同何叔衡一起，赴上海参加中国共产党第一次全国代表大会。1922年初，杨开慧加入中国共产党。以党龄而论，杨开慧在女性中仅次于北大的缪伯英（何孟雄之妻），共产党第二个女党员的身份。中共一大后，毛泽东建立了中共湘区委员会，任区委书记，杨开慧负责区委的机要和交通联络工作，成了毛泽东的得力助手。他们把家安在了长沙市郊外清水塘22号，这也是区委所在地。她经常往来于文化书社、船山学社等党的秘密联络点，传送党的文件和指示，协助毛泽东收集资料，抄写文稿，同时照料毛泽东的生活起居，使他有精力从事日益繁重的革命工作，杨开慧当时把她母亲也接来跟着住在一起。
　　1922年，毛泽东创办了湖南青年图书馆，杨开慧主持图书馆的一切事务。1922年10月，杨开慧生了第一个孩子，取名毛岸英。杨开慧一边带孩子，一边协助毛泽东工作。1923年4月，毛泽东到上海党中央工作，任中共中央组织部长。1923年11月 次子毛岸青在板仓家中出生。1924年，杨开慧带着岸英和岸青两个孩子也来到了上海，并同向警予一起去纱厂组织女工夜校，为此还专门学习用上海话讲课。
　　1925年2月，随毛泽东回到韶山开展农民运动，协助毛泽东创办农民夜校，在农民夜校担任教员。她不仅一直照顾丈夫生活并带孩子，也帮助联络同志，还帮毛泽东找资料、抄写文章。
　　1925年12月，离开韶山转往广州协助毛泽东收集、整理资料，编写文稿，负责联络工作。
　　1926年随毛泽东在广州开展革命工作。
　　1927年初，毛泽东对湖南农民运动进行考察，杨开慧把大量的调查材料进行分类整理，工整地抄写下来。3月，毛泽东《湖南农民运动考察报告》在中共湖南区委机关报《战士》上首次刊登，里面也凝聚了杨开慧的心血。1927年4月三子毛岸龙在武昌出生。
　　八七会议后，毛泽东潜回湖南，赶到板仓看望在此隐蔽的妻子和三个孩子，又在杨开慧陪伴下潜入长沙，住进了岳父留下的那座挂着板仓杨匾额的房子。毛泽东日夜进行暴动的准备，杨开慧则照料着丈夫的生活。8月底，毛泽东去指挥秋收起义，行前嘱咐杨开慧照顾好孩子，参加一些农民运动。杨开慧给丈夫带上草鞋，要堂弟杨开明送一程，并叮嘱毛泽东最好扮成郎中（医生）。这次话别，是这对夫妇的永诀。
　　此后，杨开慧独自带着孩子回到长沙板仓开展地下斗争。面对严重白色恐怖，在与上级组织失去联系的情况下，杨开慧参与组织和领导了长沙、平江、湘阴等地武装斗争，发展党的组织，坚持斗争整整3年。
　　杨开慧被杀真相？
　　1930年11月14日，开慧被捕的第二十天，那个月黑风高的夜晚，板仓乡下一群老乡，冒着危险，偷偷地赶到长沙浏阳门外识字岭，找到开慧僵硬的尸体，用一块白布裹着，用滑杆悄悄地抬回板仓。按照开慧生前的嘱咐，不作俗人之举，没有摆流水席，没有请道士和尚念经做道场，只买了一副薄皮杉木棺材，将开慧收殓后，掩埋在棉花山。