1927年，為了反抗國民黨反動派的屠殺政策，喚醒廣大中國人民，表明中國共產黨要把中國革命進行到底的堅定立場，中共中央決定聯合愿意革命的國民黨左派，舉行南昌起義，然后揮師南下廣東，重新建立革命根據地，實行二次北伐，從而挽救中國革命。

為了爭取賀龍參加起義，譚平山把暴動的意圖征詢賀龍的意見。賀當即表示武漢政府既違背孫中山先生的革命精神，就決心跟隨中國共產黨反蔣反汪。黨中央接到譚平山、李立三等人在九江會議提出的暴動計劃后，決定成立領導起義的黨的前敵委員會，以周恩來為書記，領導這次暴動。

1927年8月1日，周恩來、譚平山、賀龍、葉挺、朱德、劉伯承率領2萬余人的革命武裝，在南昌舉行起義。1933年7月11日，中華蘇維埃共和國臨時中央政府根據中央革命軍事委員會6月30日的建議，決定8月1日為中國工農紅軍成立紀念日。從此，8月1日成為中國工農紅軍和后來的中國人民解放軍的建軍節。

一般認為，賀龍是南昌起義的總指揮，其實不然。當時以國民革命為號召的譚平山、張國燾、周恩來、李立三等人，并沒有徹底放棄對左傾的張發奎、黃琪翔的期待，對右傾的朱暉日也不愿拋棄，希望得到他們的積極響應，所以，南昌起義仍然是以張發奎第二方面軍為名義，即張發奎為南昌起義軍總指揮，賀龍為代總指揮，預計參加兵力為黃琪翔第4軍、朱暉日第11軍、賀龍第20軍，最終實際參加主力為：賀龍第20軍7500人、葉挺第24師5500人、蔡廷鍇第10師4500人、由周士第指揮之李漢魂第25師兩團3000人。

起義成功后，中共前委按照中共中央關于這次起義仍用國民黨左派名義號召革命的指示精神，發表了國民黨左派《中央委員宣言》，揭露蔣介石、汪精衛背叛革命的種種罪行，表達了擁護孫中山“三大政策”和繼續反對帝國主義、新舊軍閥的斗爭決心。 8月1日上午，召開了有國民黨中央委員、各省區特別市和海外黨部代表參加的聯席會議，成立了中國國民黨革命委員會，推舉宋慶齡(不在南昌)、鄧演達(不在南昌)、譚平山、張發奎(不在南昌)、賀龍、郭沫若、惲代英、葉挺、經亨頤(不在南昌)、何香凝(不在南昌)、朱暉日(不在南昌)、張曙時、于右任(不在南昌)、黃琪翔(不在南昌)、徐特立、陳友仁、林伯渠、吳玉章、彭澤民、張國燾、李立三、周恩來、澎湃、江浩、蘇兆征等25人為委員，譚平山、賀龍、鄧演達、宋慶齡、張發奎、郭沫若、惲代英為主席團成員。由于列名主席團的成員有些不在南昌，譚平山作為革命委員會的代主席，主持工作。

另外，革命委員會任命吳玉章為秘書長;農工委員會，主席張國燾;宣傳委員會，主席惲代英;財政委員會，主席林祖涵(林伯渠);黨務委員會，主席張曙時;政治保衛處，處長李立三;秘書長吳玉章;參謀團;總政治部，主任郭沫若。任命周恩來、賀龍、葉挺、劉伯承等組成參謀團，作為軍事指揮機關，劉伯承為參謀團參謀長。革命委員會決定起義軍仍沿用國民革命軍第二方面軍番號，賀龍代理張發奎的方面軍總指揮職，葉挺代理黃琪翔的方面軍前敵總指揮職。賀龍兼第20軍軍長，黨代表廖乾吾，轄賀錦齋第1師、秦光遠第2師;葉挺兼第11軍軍長，黨代表聶榮臻，轄蔡廷鍇第10師、古勛銘第24師(后董朗為師長)、周士第第25師;韋杵(不在南昌)任第9軍軍長，朱德任副軍長、朱克靖任黨代表(無作戰部隊)。全軍共2萬余人。

在南下途中，譚平山和周逸群作為入黨介紹人多次找賀龍談話，后在瑞金小學內，為賀龍入黨鄭重舉行儀式。因敵我力量懸殊，南昌起義不久就失敗了，11月，在中共中央臨時政治局擴大會議上作出決定：開除譚平山黨籍;撤銷張國燾政治局候補委員職務;給周恩來、李立三、惲代英、彭湃警告處分。