、吉安、万安地区，第9军主力位于进贤、临川地区，第6军主力正经萍乡向南昌开进；第二方面军的其余部队位于九江地区；南昌市及近郊只有第五方面军警备团和第3、第6、第9军各一部共3000余人驻守。中共前委决定赶在援兵到来之前，于8月1日举行起义。
8月1日2时，南昌起义开始。按照中共前委的作战计划，第20军向旧藩台衙门、大士院街、牛行车站等处守军发起进攻；第11军第24师向松柏巷天主教堂、新营房、百花洲等处守军发起进攻。激战至拂晓，全歼守军3000余人，缴获各种枪5000余支（挺），子弹70余万发，大炮数门。当日下午，驻马回岭的第25师第73团全部、第75团3个营和第74团机枪连，在聂荣臻、周士第率领下起义，第二天到达南昌集中。起义最终取得了成功！
南昌起义成功后，发表了国民党左派《中央委员宣言》。革命委员会任命周恩来、贺龙、叶挺、刘伯承等组成参谋团，作为军事指挥机关，刘伯承为参谋团参谋长，郭沫若为总政治部主任；并决定起义军仍沿用国民革命军第二方面军番号，贺龙兼代方面军总指挥，叶挺兼代方面军前敌总指挥。所属第11军（辖第24、第25、第10师），叶挺任军长、聂荣臻任党代表；第20军（辖第1、第2师），贺龙任军长、廖乾吾任党代表；第9军（无作战部队），朱德任副军长、朱克靖任党代表。全军共2万余人。
1924年8月2日，南昌市各界群众数万人集会，庆祝南昌起义的伟大胜利和革命委员会的成立。会后各界青年踊跃参军，仅报名的学生就有数百人。
南昌起义后，汪精卫急令张发奎、朱培德等部向南昌进攻。中共前委按照中共中央原定计划，决定率起义军向广东进军，计划以广东为基地再次组织北伐。
3日至6日，起义军分批撤出南昌，沿抚河南下。起义军进至进贤县时，第10师师长蔡廷锴驱逐在该师工作的共产党员，率部折向赣东北，脱离起义军。由于起义军撤离南昌比较仓促，部队未经整顿，加上酷暑远征，部队减员较多，7日到达临川时，总兵力约1．3万人。
8月下旬，起义军在瑞金、会昌地区击破国民党军钱大钧、黄绍竑等部的拦阻，歼敌6000人，缴获枪2500余支（挺）。起义军伤亡近2000人。
据此，中共前委决定，第20军新建的第3师随革命委员会驻