、朱德、陈毅等发动泸顺起义，任起义军四川各路总指挥，打击四川军阀刘存厚。后为国民革命军暂编第15军军长，率部坚守泸州，抵御刘湘进攻。1927年5月，因泸州内外交困，刘伯承被迫撤离，辗转前往汉口。1927年7月下旬，刘伯承秘密转赴南昌。8月1日，与周恩来、朱德、贺龙等人发动南昌起义，任起义总参谋长，率部南下。起义军队在潮汕失败后，刘伯承与吴玉章、林伯渠等赴上海。1927年11月，与吴玉章等30人赴苏联学习，先后在高级步兵学校学习。1928年6月，他出席了中共六大。年底，转入伏龙芝军事学院学习。1929年