1924年10月，叶挺进入莫斯科东方大学学习。1924年底，叶挺在莫斯科加入中国共产党。1925年9月，叶挺回国到广州，任国民革命军第四军参谋处长。1926年5月，叶挺率第四军独立团出师北伐，取得湖北汀泗桥、贺胜桥等战役胜利，获得“北伐名将”的美誉。

1927年7月中旬，蒋介石和汪精卫合流分共，国共合作的大革命宣告失败。7月20日，李立三、邓中夏、谭平山、吴玉章、叶挺、聂荣臻等在九江召开会议，分析形势，研究对策。叶挺认为，蒋介石和汪精卫相继举起屠刀残杀共产党人和革命群众，除了诉诸武力反抗，别无选择。7月下旬，中共中央决定发动南昌起义，并决定组成以周恩来为书记的中共前敌委员会。

7月25日，叶挺率部从九江乘火车开赴南昌。7月27日，周恩来从武汉经九江抵达南昌，正式成立中共前敌委员会，决定由叶挺出任前敌代总指挥。周恩来住在南昌女子职业学校，这里离第二十四师驻地不远，方便与叶挺研究起义事宜。当周恩来与叶挺交谈时，叶挺明白自己在党的军事工作中的地位，并明确地表示：“坚决执行党的决定，竭尽全力，完成使命！”

7月30日下午，叶挺主持召开第二十四师营以上干部会，传达中共前敌委员会决定，进行战斗动员。他慷慨激昂地说：“大家知道，汪精卫‘分共’最后断送了北伐；反革命的大屠杀使革命势力无法生存。现在中央决定在南昌树起革命旗帜，命令我们解决驻南昌的朱培德部队。同我们一起行动的还有二十军的两个师，我们力量很强，完全能成功。行动之前，要做好侦察工作；接到命令后，要迅速行动，用最短的时间，解决敌人。”当晚，他还与周恩来一起巡视部队，检查起义准备情况，进行战前鼓动。

南昌起义的枪声于8月1日凌晨2时打响。叶挺指挥这次战斗，如往常一样，要求很严。他一再督促部队运用猛打、猛冲、猛追的传统战法，打掉敌人的锐气，各分队按此行事，各战场都是速战速决。官兵们边打边喊：“我们铁军二十四师，叶挺在这里指挥。”这种攻心战也屡见效应，常使敌人闻风丧胆。

8月3日至5日，起义军相继离开南昌南下广东。叶挺率领第二十四师作为前卫部队先行启程，经临川、广昌，于当月下旬到达瑞金，8月30日攻占会昌。会昌之战表现了叶挺卓越的军事指挥才能。刘伯承赞曰：“没有见过一个军人在兵临城下万分危急时刻，能像叶挺那样沉着。”作为南昌起义的主要领导，叶挺参与起义的策划、组织和指挥，为我党创建人民军队建立了不朽功勋。