毛泽东率秋收起义的队伍于1927年10月底到达井冈山后，朱德率八一南昌起义的队伍转战到湖南、广东一带。朱德打听到毛泽东的消息后，特地派毛泽覃赶往井冈山，联络两支部队会合事宜。毛泽覃经过千辛万苦，终于上了井冈山，找到了毛泽东的住处，正遇上时任毛泽东秘书的贺子珍。贺子珍望见抬脚进屋的毛泽覃，以为是毛泽东，脱口喊“毛委员”。“我是毛泽东的二弟。”毛泽覃自我介绍。“你们兄弟长得太像了。”贺子珍笑道。毛泽东回来后，听了毛泽覃介绍的情况，挥手说：“告诉朱军长，就上山吧。不然的话，我们也放心不下。”毛泽覃下山后不到一个月，毛泽东就迎来了朱德、陈毅率领的南昌起义的队伍。两支部队胜利会师，象征着人民军队进入一个新纪元。

    毛泽覃1927年8月参加南昌起义，任起义军第11军25师政治部宣传科科长。后随朱德、陈毅转战闽粤赣湘边。是年冬被派赴井冈山与毛泽东联络。1928年初任遂川县游击大队党代表。后奉命带队参加接应朱德、陈毅部队与井冈山部队会师。同年5月任中国工农红军第4军31团3营党代表，参加了龙源口等战斗。

    经受战争实践的磨炼，毛泽覃很快成长为红军的一名优秀指挥员。1930年1月任红6军(后改称为红3军)政治部主任，曾代理军政治委员。同年10月任中共吉安县委书记、红军驻吉安办事处主任。1931年6月任中共永(丰)吉(安)泰(和)特委书记兼红军独立5师政治委员。1932年任中共苏区中央局秘书长。其间，与邓小平等一起，同王明的“左”倾错误进行了坚决斗争。由于卓有战功，曾获一枚二级红星奖章。

    1934年10月中央红军主力长征后，留下坚持游击战争，任中共中央苏区分局委员、红军独立师师长、闽赣军区司令员。在极端艰苦的条件下，毛泽覃率部转战于闽赣边界的崇山峻岭，风餐露宿于山谷密林，不断寻找战机，打击敌人。1935年4月26日，在江西瑞金红林山区被国民党军包围，为掩护游击队员脱险，英勇牺牲，时年29岁。