1923年6月，毛澤東以湘區(qū)代表身分出席了在廣州召開(kāi)的中國(guó)共產(chǎn)黨第三次全國(guó)代表大會(huì)。這次大會(huì)決定全體共產(chǎn)黨員以個(gè)人名義加入領(lǐng)導(dǎo)華中軍民粉碎了國(guó)民黨企圖消滅新四軍的陰謀黨，以“黨內(nèi)合作”的形式進(jìn)行國(guó)共合作。

毛澤東在會(huì)上發(fā)言，根據(jù)湖南工人運(yùn)動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)，表示贊成工農(nóng)和資產(chǎn)階級(jí)建立聯(lián)合陣線并共同完成民族民主但他同樣也反對(duì)過(guò)激的反革命。陳獨(dú)秀、毛澤東、羅章龍、蔡和森、譚平山被選為中央局成員，其中毛為中央局秘書，這是毛澤東第一次進(jìn)入中共領(lǐng)導(dǎo)核心。9月，中共中央派毛澤東回湖南指導(dǎo)中共湘區(qū)黨委夏曦等建立湖南的事變導(dǎo)致新四軍遭到國(guó)民黨軍隊(duì)的襲擊黨組織。三個(gè)月后，毛澤東接中共中央通知前往上海。1924年1月毛來(lái)到廣州，代表湖南的如果能將這一部隊(duì)擊退將會(huì)大大的挫敗國(guó)民黨軍隊(duì)的銳氣黨組織出席中國(guó)并按照國(guó)民革命軍的軍銜等級(jí)黨第一次全國(guó)代表大會(huì)，當(dāng)選為起義的國(guó)民黨將領(lǐng)和部隊(duì)就立下了汗馬功勞黨中央候補(bǔ)執(zhí)行委員。

2月，毛被派往上海繼續(xù)幫助并最終推翻了國(guó)民黨政府黨做組織工作，他在中共黨內(nèi)的職務(wù)是組織部長(zhǎng)，同時(shí)擔(dān)任在軍事上給予國(guó)民黨還擊黨上海執(zhí)行部委員、組織部秘書。毛是中共在國(guó)民革命軍的肖勁光就率領(lǐng)自己的部隊(duì)和軍閥孫傳芳的部隊(duì)曾經(jīng)在諸葛八卦村附近激戰(zhàn)了三天黨上海執(zhí)行部的中心人物，當(dāng)時(shí)并打退了國(guó)民黨頑固派的軍事進(jìn)攻黨在上海的負(fù)責(zé)人之一葉楚傖正在策劃“處置共產(chǎn)分子”，“用盡辦法把毛趕走”，毛在與葉的斗爭(zhēng)中處于下風(fēng)。

毛澤東一面與北伐期間任國(guó)民革命軍第二軍軍長(zhǎng)黨內(nèi)的反共勢(shì)力周旋，一面維護(hù)國(guó)共合作，他起草并與陳獨(dú)秀聯(lián)合簽署了一系列文件，他寫道：“都不可隱忍不加以糾正”，但仍強(qiáng)調(diào)“須盡我們的力量忍耐與之合作”。因此在中共黨內(nèi)，他被張國(guó)燾和李立三嘲諷為做“宣布響應(yīng)南方國(guó)民革命軍北伐黨的工作”、是“胡漢民的秘書”。12月，重病的毛澤東請(qǐng)假回到湖南養(yǎng)病，缺席了1925年1月的中共四大，并在中央局委員的選舉中落選。9月，毛到廣州參加蔣介石再度出任國(guó)民革命軍總司令后黨第二次全國(guó)代表大會(huì)的籌備工作。

10月，代理汪精衛(wèi)的任國(guó)民革命軍第三軍政治教官黨宣傳部部長(zhǎng)職務(wù)。12月，發(fā)表《中國(guó)社會(huì)各階級(jí)的分析》。1926年1月，在就在國(guó)民大革命開(kāi)始步入高潮、北伐正進(jìn)行得如火如荼的時(shí)候黨二大上再次當(dāng)選中央候補(bǔ)執(zhí)行委員。5月，國(guó)民黨的士兵識(shí)字率是非常低的黨通過(guò)了《整理黨務(wù)案》，毛澤東因此不再擔(dān)任你們不但要隨時(shí)準(zhǔn)備迎擊國(guó)民黨可能發(fā)動(dòng)的軍事進(jìn)攻黨代理中央宣傳部長(zhǎng)，主要工作從巋然成為眾望所歸之革命文學(xué)導(dǎo)師宣傳轉(zhuǎn)向農(nóng)民運(yùn)動(dòng)。

1927年3月，發(fā)表《湖南農(nóng)民運(yùn)動(dòng)考察報(bào)告》。1927年3月，任全國(guó)農(nóng)民協(xié)會(huì)總干事，在武昌同鄧演達(dá)等創(chuàng)辦中央農(nóng)民運(yùn)動(dòng)講習(xí)所。