省委書記張?zhí)讈淼饺~挺家里，告知中央批準(zhǔn)了廣州起義計(jì)劃，決定12月13日舉行廣州起義，葉挺擔(dān)任起義總指揮、工農(nóng)紅軍總司令。葉挺雖對(duì)起義心存疑義，但仍堅(jiān)決地接受了任務(wù)。1927年12月11日凌晨，廣州起義提前舉行。兵力空虛的張發(fā)奎部隊(duì)很快被起義部隊(duì)消滅，起義軍天亮?xí)r占領(lǐng)了全城。葉挺和張?zhí)椎阮I(lǐng)導(dǎo)人來到廣州市公安局，宣布廣州蘇維埃政府成立。葉挺在會(huì)上作軍事報(bào)告，并下令整編各起義部隊(duì)為工農(nóng)紅軍。張發(fā)奎等軍閥在帝國主義軍艦支持下反攻廣州，形勢(shì)危急，葉挺建議起義部隊(duì)撤離廣州到農(nóng)村建立根據(jù)地，受到諾伊曼等人嚴(yán)厲斥責(zé)。12日下午，張?zhí)自谥笓]戰(zhàn)斗時(shí)不幸犧牲，葉挺接替總指揮重任，堅(jiān)持與敵人激戰(zhàn)。敵眾我寡，廣州起義終告失敗，敵人攻占廣州城，葉挺化裝潛回香港隱蔽。

1928年1月1日至5日，中央代表李立三在香港主持召開省委擴(kuò)大會(huì)議，清算廣州起義領(lǐng)導(dǎo)人錯(cuò)誤。葉挺受到“留黨查看六個(gè)月”的處分，雖然中央很快糾正了李的錯(cuò)誤決定，但葉挺的自尊心仍受到了極大傷害。1928年春節(jié)后，為躲避敵人追捕，排遣胸中郁悶，葉挺到新加坡等地，受到華僑熱烈歡迎，也引起敵人的注意。黨的六大即將召開前夕，葉挺在周恩來幫助下去莫斯科申訴。