后擢升为连长、营长。1927年参加了南昌起义，失败后随朱德、陈毅转战湘粤赣边。1928年上井冈山，以后历任红四军教导队副队长、红六军第2支队支队长、红三军参谋长、军长、红五军团参谋长、江西军区参谋长、福建军区总指挥，参与历次反围剿战役和赣州战役、南雄水口战役。1934年4月，任独立22师师长。1934年10月，周子昆参加长征。遵义会议后，任红五军团副参谋长。红一、四方面军会师后，任红军大学高级指挥科科长、红军总部第一局局长，反对张国焘的南下主张。1937年12月，任新四军副参谋长，协助叶挺、项英