瑰按照吴玉章的安排，提前毕业，回到重庆涪陵县，来到时任国民革命军第二十军第二路司令郭汝栋的司令部任职，以阻止杨森率部出四川配合蒋介石进攻武汉。郭汝瑰历任国民革命军第二十军政治部科员、连长、营长等职，多次参与四川军阀间的小规模战争。1928年5月，郭汝瑰在綦江任营长期间，由少校团副袁镜铭介绍，秘密加入中国共产党。1929年在川军郭汝栋部加入中共，后失掉组织联系。1930年，郭汝栋部被国民政府调往湖北，并被要求进行清党，郭汝栋遂同意自己部队中中共党员离职，郭汝瑰也被安排去日本留学。郭汝瑰就此与中共党组织失去联系