大革命失败后，广州人民处于新军阀的恐怖统治下，中共广州地方组织面临严峻的考验。1927年8月1日，中国共产党领导了南昌起义，8月7日，中共中央又在武汉召开紧急会议，确定了武装反抗国民党反动派屠杀政策和实行土地革命的总方针。中共广东省委和广州市委，遵照中共中央的指示，利用广东、广西两派军阀爆发战争，广州兵力空虚之机，于1927年12月11日，发动工农群众和革命士兵举行震动中外的广州起义。

　　起义前夕，为了加强领导，中共广东省委派省委常委黄平担任广州市委书记，原广州市委书记吴毅改任市委委员。还派骨干陈郁、张善铭、贺昌、周文雍、麦裕成等为市委委员，加强中共广州市委的领导力量，分头积极做起义的准备工作。11月17日，中共中央常委通过了《广东工作计划决议案》，命令广东省委“急速”发动全省暴动，“建立工农士兵代表会议的统治”，并规定暴动的中心是夺取广州政权。11月26日，中共广东省委书记张太雷由香港抵达广州，召开了省委常委会议，具体研究广州起义问题，决定“立即暴动”，“准备夺取广州政权”。会后，成立了由张太雷为书记，黄平、周文雍为委员的革命军事委员会，作为起义的领导机关，张太雷任起义总指挥。在革命军事委员会下设参谋团，杨殷任参谋团主任。12月7日，中共广东省委根据中共中央的指示，召开广州工农兵代表会议(即苏维埃)，选举产生了执行委员会，作为广州苏维埃最高权力机关，并正式决定12月12日举行广州起义。但正当准备工作紧张进行之际，中共广州市委设在市区小北大安米店的武器转运站被敌人侦破，教导团也有坏人告密，汪精卫在沪风闻广州即将发生事变，急派其老婆陈璧君衔命来穗，并于12月9日三次驰电张发奎、陈公博、朱晖日等头目，催促他们立即解散教导团，捕杀共产党员和工会领袖，封闭工会和禁止工人活动，搜查苏联驻穗领事馆等。12月10日，“护党军”前敌总指挥黄琪翔奉命从前线回穗商议镇压起义事宜，同日，省会公安局长朱晖日宣布广州全市特别戒严。在这种形势下，中共广东省委和广州市委当机立断，决定将起义时间提前至12月11日凌晨3时半举行。

　　参加这次起义的有国民革命军第四军教导团(有共产党员200多人)，新组建的警卫团(有通过叶剑英的关系派进的一批共产党员和省港罢工工人)，黄埔军校特务营、宪兵一连等正规军和以周文雍任总指挥的工人赤卫队7个联队，市郊、南海、花县、清远等地的农民武装等近万人。在广州的苏联、朝鲜、越南的部分革命者也参加了起义。12月10日晚7时，革命军事委员会参谋团召开会议，向教导团、警卫团、工人赤卫队等部署了作战计划，分别下达了战斗任务。11日凌晨1时多，中共广东省委领导人张太雷、恽代英、工农红军总指挥叶挺等亲临教导团驻地北较场四标营，向士兵们作了简短的起义动员，3时半，教导团的枪声划破夜空，各路起义军和工人赤卫队按作战任务攻占预定目标。6时，起义军已占领了珠江北岸大部分地区。省会公安局屋顶上竖起了绣着斧头镰刀的红旗，大门口悬挂着“广州苏维埃政府”的横额。清晨，苏维埃政府在这里举行首次会议，通过了苏维埃政府政纲和苏维埃政府领导人名单：主席苏兆征(未到任前由张太雷代理)，内务兼外交委员黄平，肃反委员杨殷，土地委员彭湃(未到任前由赵自选代理)，劳动委员周文雍，司法委员陈郁，经济委员何来，海陆军委员张太雷，秘书长恽代英。并成立工农红军指挥部，工农红军总司令叶挺，副总指挥叶剑英，参谋长徐光英。还颁布了《广州苏维埃政府告民众书》、《广州苏维埃宣言》等一系列重要文件。在颁布的广州苏维埃政府的政纲中宣布：“8小时工作，增加工资，工人监督工厂，政府抚恤失业工人，恢复罢工工人原有利益；没收一切土地给农民、士兵；增加一切雇员薪金，兵饷每月20元；消灭军阀战争，建立工农兵代表会议；联合苏俄，反对帝国主义”(《广州起义资料》(上)，90页，人民出版社，1985。)。广州苏维埃政府成立后，一方面向市民群众宣传共产党的政策，一方面继续扩大战果。11日傍晚，工人赤卫队在市郊和南海县农民武装的配合下，全歼了石围塘的敌军。但起义第一天的胜利并没有改变敌强我弱的局面。逃到珠江南岸第五军军部的张发奎、陈公博、黄琪翔等敌军头目与第五军军长李福林密谋凭江顽抗，同时电令外围敌军迅速返回广州；停泊在白鹅潭一带水域的英、美、法、日帝国主义的军舰与敌人相配合，把炮口对准起义军据点。11日深夜，起义军总指挥部召开军事会议，分析了形势后，叶挺提出在敌众我寡的情况下，不宜在广州坚守，应主动转移到海陆丰去开展长期革命斗争。但这一正确意见未被采纳，反被共产国际代表纽曼指责为“动摇”、“主张去当土匪”(《聂荣臻同志对广州起义的回忆》，载《广州起义资料》(下)，人民出版社，1985。)。12日，形势急转直下，敌军在帝国主义的支持下全面反扑，起义军虽然进行顽强抵抗，与敌人进行巷战、白刃格斗等，终因敌众我寡，无法杀退敌人。中午，张太雷参加在西瓜园举行的广东人民拥护苏维埃政府大会后，回起义指挥部的途中遭伏击壮烈牺牲，使情势更加危急。12日晚，敌人已攻占了观音山(今越秀山)，帝国主义的海军陆战队配合敌军攻占了广三车站和长堤，沙河和广九车站亦为敌军所占据，在这千钧一发之际，叶挺与省委军委负责人聂荣臻商量后便当机立断，命令起义军撤出广州。但这时市内正在巷战，起义军指挥系统已乱，领导人之间失去联系，结果除教导团等少数主力部队接到撤退命令突围外，大部分的工人赤卫队因没接到命令而留在市区与敌人浴血奋战。13日，留守观音山的工人赤卫队员，面对蜂拥而来的敌人，沉着应战，枪筒打红了，子弹打光了，就用石头、砖块砸，刺刀拼弯了，枪托打断了，就用拳头揍，受伤倒下了，则扭住敌人用牙齿咬。工人赤卫队二联队大队长石喜在与敌人肉搏中用枪托一连砸死两个敌人后，突然中弹负伤，他忍痛扑向敌人，紧紧掐住敌人的喉咙，同敌人一起滚下山坡，同归于尽。工人赤卫队中队长冯苏，在刺死三个敌人后，身中数弹，但他挺立不倒，最后使尽全力将刺刀捅进敌人胸膛。守卫长堤的教导团女兵班战士们，在班长游曦(共产党员)的率领下，子弹打光了，就与敌人拼刺刀，最后全部壮烈牺牲。执信中学的十几位女同学，秘密组织了“飞蛾队”参加广州起义，在战斗中有8人不幸被俘，当敌人押解她们路过街道时，她们大声说明自己身份，高唱《国际歌》，高呼“共产党万岁！”等口号，视死如归，最后全部英勇就义。参加起义军的朝鲜籍官兵亦有100多人献出了宝贵的生命。13日下午，广州苏维埃政府所在地陷落，反动派重占广州后，进行惨绝人寰的大屠杀，仅14日～19日，就公开杀害了5700多人，苏联驻广州领事馆的5名工作人员亦惨遭杀害。广州又一次笼罩在白色恐怖之中。

　　广州起义虽然失败了，但起义军仍然坚持斗争，从广州撤出的起义军1000多人，在花县整编为工农红军第四师，转移到海陆丰，继续进行艰苦的斗争；一部分起义者分散到了广西，后来参加了由邓小平、张云逸、韦拔群领导的百色起义和龙州起义；还有一部分起义军，突围北上，在韶关附近与朱德、陈毅率领的南昌起义军会合后，经过艰苦转战，到达井冈山与毛泽东的部队会师。