团中央书记。1925年1月26日，在上海主持召开团的第三次代表大会。1925年1月，出席中国共产党第四次全国代表大会，继续当选为候补中央委员。会后，被派往广州，在国民党中央宣传部工作，任苏联顾问鲍罗庭的助手和翻译，主要从事国共两党统一战线方面工作。1925年秋，兼任中共广东区委常委、宣传部长。1926年2月，担任中共广东区委机关刊物《人民周刊》主编。后调任中共湖北区委书记。1927年4月，在中国共产党第五次全国代表大会上，当选为中央委员。7月上旬，中共中央政治局进行改组，被指定为中央临时政治局委员。8月7日，中共中央在汉口召开紧急会议，他出席了会议，在会上同陈独秀右倾机会主义错误进行斗争，并当选为中央临时政治局候补委员、南方局委员，调任中共广东省委书记。9月下旬，在南昌起义部队进入广东时，他赶往潮州，领导当地人民举行武装起义。11月26日，在广州主持召开了广东部分省委常委会议，决定组织广州起义，任总指挥。12月11日凌晨起义爆发，成立了广州市苏维埃政府，当选为代主席兼陆海军人民委员长。12月12日，在指挥战斗中，遭敌人伏击，不幸牺牲。遗著有《张太雷文集》。