深圳抗击十倍之敌的三面包围，周士第身上七处负伤，终于冲出重围。1925年底，以铁甲车队、飞机掩护队这两支中共掌握的武装改编为国民革命军第四军独立团，叶挺为团长，周士第任一营营长。1926年5月任独立团参谋长，10月任代理团长，参与北伐战争，在汀泗桥、贺胜桥、武昌等战役中立有战功。1926年底，叶挺独立团该称国民革命军第四军第二十五师第七十三团，仍任团长。
第一次国共内战时期.1927年8月1日，周士第参与中共的南昌起义，任起义军第二十五师师长。后南昌起义军南下，一路遭受重大损失。