这时,共产党直接掌握的武装力量有:叶挺的第十一军第二十四师、第四军第二十五师(骨干是周士第领导的第七十三团,由原叶挺独立团改编而成)、贺龙的第二十军、朱德的第五方面军第三军军官教育团和南昌公安局的两个保安队、卢德铭的原武汉国民政府警卫团及中央军事政治学校武汉分校学员等,总兵力三万余人。7月26日,周恩来及叶贺部队相继到达南昌。
1927年7月31日晨,周恩来及前委其他成员恽代英、彭湃、李立三等否定了张国焘阻止起义的错误意见,决定8月1日凌晨四时举行起义(后因发现叛徒告密,起义乃提前几个小时)。8月1日1时许,南昌起义的枪声打响。经过五个小时的激战,即全歼守敌,胜利占领南昌城。起义军沿用国民革命军第二方面军的番号,由贺龙任总指挥,叶挺任副总指挥兼前敌总指挥,郭沫若任总政治部主任,刘伯承任参谋长。下辖三个军:分别由贺龙、叶挺、朱德任军长。8月3日至6日,起义军按预定计划相继撤离南昌,取道临川、宜黄、广昌南下。途中打垮堵截的国民党军队钱大钧部。九月上旬,进军长汀、上杭,中旬占大埔、三河坝地区。随后分兵,由朱德率第二十五师留守三河坝,总指挥部率主力进军潮州、汕头。下旬,占领潮汕后又第二次分兵,一部留守潮汕,主力西取惠州。