特派员的身份赴江西前线视察，反馈北伐战争战况，就北伐军继续进军的战略提出建议。1927年初，周恩来建议王一飞参加上海工人第三次武装起义军事准备工作，担任起义南市区总指挥。四一二政变后，王一飞协助周恩来主持军事工作。7月，被任命为中共中央军委秘书长，参加八七会议。会后，代理中央军事部的领导工作，并被派往鄂北指导秋收暴动的准备工作。
被捕遇难.1927年10月，中共中央派罗亦农、王一飞赴长沙，改组中共湖南省委，同时任命王一飞为中共湖南省委书记。12月10日，中共发动长沙灰日暴动，王一飞