段振拔很兴奋，中央终于批准了毛委员的报告，在湖南搞一次大的动作，决定以长沙为中心，在群众基础较好的湘鄂粤赣四省发动农民暴动，举行秋收起义。段振拔早在广州时就认识毛委员，他经常抽空跑到农民运动讲习所去听毛委员讲课，还把毛委员发的讲义寄回茶陵，对茶陵农民运动的发动和发展起到不可估量的作用。从香港回到长沙后，段振拔率领一支农军在株洲一带与敌人展开顽强的斗争，展露出非凡的军事指挥才干，被湖南省委任命为军委书记。6月中旬，段振拔代表湖南省委带领部分工会、农会干部，在武汉拜见了毛委员。
毛委员询问了湖南近段的时局，然后紧紧地握住段振拔的手说：“你们干得非常棒！我们共产党人就是要挺起腰杆，跟他们干！湖南的基础很好，农民都发动起来了……我们要抓住这个机遇，趁热打铁，搞武装斗争！要有这个心理准备，山区的上山，滨湖的上船，慢慢地发展壮大自己的力量……”
不久，因湖南省委的邀请，经中共中央政治局常委批准，毛委员再一次回到湖南担任任临时省委书记。段振拔冒着白色恐怖陪着毛委员在湘潭、衡山、长沙等地调查，对湖南工农武装去向做出了多种安排。
在省委军委会议上，段振拔首先发了言，他分析了湖南当前的形势，对湖南境内革命军事力量进行了分类，并对各自的去向提出了大胆的设想。他说：“我们现在的出路有三条，第一条是上山，这条路适合于那些已经公开暴露了的义勇队自卫军。如浏阳、醴陵、平江、岳阳、湘潭、湘乡、宁乡、益阳等地的农军都应该尽快上山。第二条路，找一件合适的外衣披上。这条路适合于那些尚在灰色或潜伏状态中的武装，这些武装仍应保持合法的团防、挨户团的名称，待到起义时，再打出自己的旗帜。第三条路，对于那些力量弱小，组织薄弱的工农武装，则可把枪支埋于地下，人员分散隐蔽或投入贺龙、叶挺部，或潜入国民党军队、反动团防、挨户团内，设法制造兵变，夺取枪支……”
毛委员充分肯定了段振拔的发言，并对重新组建的湖南省委进行了新的分工。毛委员最后说：“同志们，大革命虽然失败了，但我们决不能灰心，更不要气馁……我们湖南还是保存了一些工农武装，我初步算了一下，我们现在掌握的枪支大约有2000多条……只要我们控制住这些武装，待时机一旦成熟，我们就一定能翻江倒海，闹他个天翻地覆……”
7月初，毛委员回到武汉参加中共中央常委扩大会议。但他仍然惦记湖南的局势，一边开会一边着手起草《中共湖南省委关于湘南运动大纲》，为湘南暴动勾画出一幅宏伟蓝图：“即以汝城县为中心，进而占领桂东、宜章、郴县等四五县，成立一个统一政治形势和政府模样的革命指挥机关，实行土地革命，与长沙之唐生智政府对抗……”
不久，局势越来越紧张，中共中央不得不紧急疏散、撤离在武汉的同志，瞿秋白向毛委员征求意见，要他到上海中央机关去工作。
毛委员说：“我不愿跟你们去住高楼大厦，我要上山结交绿林朋友。”
毛委员仔细分析了南昌起义后的形势，认为中国革命已进入到一个新阶段——土地革命阶段；实行土地革命，必须夺取政权，建立农民的革命政权，并以革命的武装保障其胜利。
瞿秋白便交给毛泽东一个任务，要他去湘南举行暴动组织一师与南昌起义部队共同取粤。
毛泽东摇了摇头，以理据争说：“我们不应只看到一个广东，湖南也是很重要的，湖南民众组织比广东还要广大，所缺的是武装……前不久我起草了一个计划，我们是可以举行暴动形成一个师的武装，但不是去广东，应该在湘南占据五六县，形成的基础，来发展全省的土地革命……这事比远道广东被敌人追杀，更有胜算一些……退一步说，就是失败了，也不用去广东，而应上山……”
8月12日，毛委员以中央特派员的身份从武汉秘密回长沙，改组了湖南省委，紧锣密鼓地筹备起义，将全省划分为湘东、湘南、湘西和西南4个地区，分别以长沙、衡阳、常德和宝庆等处为中心，准备同时举行暴动……
身为省军委书记的段振拔，对湖南的局势了如指掌，极力反对不自量力盲动，他说：“现在是敌强我弱，我们不应该分散兵力，应该把拳头攥起来，这样打出去才有力……”
毛委员也倾向段振拔的意见，力主缩小范围，集中力量，在湘东、赣西地区发动秋收起义。但省委书记彭公达一意孤行，还是将以长沙为中心的暴动计划报告给了中央。后来经毛委员多方争取，才调整计划，即集中力量在条件较好的地区平江、浏阳、醴陵等县和安源发起暴动，然后再进攻长沙。
8月31日早晨，毛委员乘火车去安源布置武装起义，和段振拔一路同行，到达株洲后两人才分别。
“这次起义攻打长沙，株洲地区的担子不轻呀！”临别时，毛委员紧紧地握住段振拔的手，反复叮嘱。
“毛委员，你就放心吧，我们一定把这一带的群众组织好，配合你们拿下长沙！”段振拔信心十足地说。
此后几天，毛委员不辞辛苦奔走与安源矿工与平江、浏阳、醴陵一带农民自卫军之间。经过一段时间的紧张筹备，一支全新的革命武装诞生了——中国工农革命军第一军第一师。这支武装以原武昌国民政府警卫团为核心力量，再加上安源的工人武装和浏阳、平江、醴陵的农民自卫军。
警卫团的团长叫卢德铭，1905年生，四川宜宾人，黄埔军校2期生，在叶挺独立团当过连长和营长。这个团是中共协助张发奎在武昌建立的，当时从叶挺独立团抽调几个连队，再加上安源工人和湘、鄂两省工农的干部组建的。南昌起义的第二天，卢德铭接到党的指示，准备把部队开往南昌，与起义部队会合。接到命令后，部队立即由武昌乘船沿长江东下，途中，得知张发奎已在九江布下了重兵，去南昌的水路被掐断，遂在阳新县的黄颡口登岸，改走陆路。可走到江西奉新后，又接到上级指示说南昌起义的部队去闽、粤，于是决定改变计划，西赴修水，休整待命。
工农革命军一共编为3个团，以卢德铭为总指挥。不久，又收容了流落在鄂南的夏斗寅残部，编为第四团。总计兵力为8000人。
9月初，起义部队在安源张家湾召开军事会议，正式成立了以毛委员为书记的前敌委员会。会议决定第一团由江西修水出发，攻取长寿街，进攻平江；第二团从江西安源出发，攻取萍乡、醴陵后，向浏阳集中；第三团从江西铜鼓出发，夺取浏阳的东门市，然后南下，与第二团合攻浏阳，各路进攻得手后，以长沙城内工人为内应，内外夹攻，占领长沙。
9月9日，湘赣边界秋收起义爆发。一团占领了平江县的龙门厂，因敌人增兵和四团叛变，起义部队腹背受敌，战斗失利，遂向浏阳方向转移。二团攻打萍乡未下，转而攻克醴陵、浏阳，后因敌人调来优势兵力，起义部队陷入重围，在浏阳突围时损失三分之二。三团由毛委员亲自指挥，进攻浏阳白沙镇，占领东门市，后因受敌人两路包围，遂向浏阳上坪转移。
在各路起义部队遭受严重挫折的情况下，毛委员当机立断，决定放弃原定攻取长沙的计划，将剩下的部队集中到浏阳文家市的里仁学校。随后，毛委员召集前委会议、讨论部队行动的问题。会议经过激烈的争论，否定了“取浏阳直攻长沙”的意见，决定保存实力，向江西萍乡方向退却。
当湘赣边界工农革命军第一军第一师各团与敌人激战之际，长沙株洲周围的农村也在段振拔的领导下开始了暴动……在株洲，段振拔亲自带领农民武装攻打团防局，占领火车站；在醴陵，农民们一接到上级的指示，四乡同时暴动，捕杀土豪劣绅，围攻团防武装；在长沙，河东、河西农民齐动手，共捣毁团防局7处，缴获枪支80多支；平江、浏阳沙更是捷报频传……
然而这些暴动一般都是仓促起事，准备不够充分，加之队伍素质不高事前又未经严格训练，敌人的重兵一来，大部分便作鸟兽散，故而无法对省城长沙形成军事包围态势……
8月底，敌人在大官园安乐旅馆搜出起义名册6本，随后在中央军事政治学校长沙三分校捕去学生57人。至此，敌人已经知悉了所有机关负责人及全部暴动计划，他们到处搜捕起义组织者，省委、工委、农委、军委所有负责人的活动都非常困难。中秋前夕，共产党掌握的驻师范学校的第二师教导团补充第二营被迫解散，起义武装再次遭受重大损失。至此，湖南省委不得不取消准备了几个月长沙暴动……