梅坤、李汉俊、邓中夏5人为候补中央委员。中央执行委员会选出陈独秀、毛泽东、罗章龙、蔡和森、谭平山（后由于谭平山调职，改为王荷波）5人组成中央局；陈独秀为中央局委员长，毛泽东为中央局秘书，协助委员长处理中央日常工作；会后，毛泽东同陈独秀、李大钊、蔡和森、向警予等留在广州。大会通过之《中国共产党中央执行委员会组织法》规定：「秘书负责本党内外文书及通信及开会记录之责任，并管理本党文件。本党一切函件须由委员长及秘书签字。」中共三大结束的当天，代表们来到黄花岗烈士墓前，在瞿秋白的指挥下高唱《国际歌》，于是会议结束