一九二七年七月十一日，刘伯承从四川辗转来到武汉。中共中央军事部部长周恩来得知刘伯承到达武汉的消息后，即召集他和吴玉章、黄慕颜、李嘉仲等人座谈，听取他们对时局的看法和意见，会上，黄慕颜提出，在目前国共两党联合濒干破裂的情况下，可将共产党所掌握的武装西退四川，徐做良图。
周恩来明确表示这种做法不妥。他在深入分析了当前革命正处于转折关头的形势后指出，中国现阶段的革命运动是广大人民群众的事业，目的在于求得中国之自由平等，任务在于推翻国内封建军阀的统治，打倒国际帝国主义的侵略势力。目前革命势力虽有分化，但革命洪流不可阻挡，终会浩荡前进，共产党人不达此目的，誓不终止。四川的封建军阀力量强大，而且日益反动。重庆“三三一”惨案和泸顺起义的失败就是明证。现在我们一遇挫折，怎能反而退依本欲打倒的对象呢？
周恩来一席话说得大家豁然开朗，刘伯承对周恩来更是肃然起敬。
一九二七年七月下旬，中共中央决定举行南昌起义，并决定周恩来任前敌委员会书记，前往主持。周恩来临危受命，军事上需要一个得力的助手，这个人既要有秘密组织大规模兵暴的经验，又要有丰富的作战指挥经验。他反复考虑，选中了刘伯承。
刘伯承坚决听党的安排，从接到指示坚决执行，并为能担任周恩来的助手而高兴。他立即启程，从武汉乘江轮前往九江，参与筹划南昌起义。为了迷惑国民党右派，特在武汉《国民日报》发表消息如下：“暂编第十五军军长刘伯承、副军长黄慕颜，先后来汉向中央陈述与川中反动军阀奋斗情形，极为中央嘉奖。近刘军长因病，特向军事委员会请假调养，其职务交黄副军长代理，已蒙军委批准。”
刘伯承根据周恩来的指示，到第二十军军部协助贺龙拟制起义计划，他与贺龙曾在四川讨贼战争中并肩战斗，久已相识。这次在南昌城里重逢，而且又都汇人到了无产阶级的革命队伍之中，都在周恩来的麾下战斗。俩人格外高兴。
计划很快就写出来了。周恩来指示刘伯承征求叶挺的意见。刘伯承初会叶挺，俩人过去是闻名而未见面。叶挺接过计划，看得很仔细。看完，立即把计划退还给刘伯承，可始终一言不发。
刘伯承感到很奇怪，不知叶挺对计划什么态度，他就去问周恩来。周恩来笑着说：
“噢，你还不熟悉他，他就是这个样子，要是不说话，就是表示赞成。”
刘伯承一听，也不禁笑了。
一九二七年八月一日南昌起义胜利后，建立了参谋团，这时周恩来提议：
“我建议刘伯承同志担任参谋团参谋长。”
刘伯承谦虚地说：
“我的能力有限，还是另选贤能为好。”
由于时间紧迫，周恩来不容刘伯承再谦让，果断地说：
“参谋长一定要你来做，请你就不要再谦让了。”
就这样，刘伯承临危受命，担负起起义军军事指挥的工作。
关于参谋团的组建，周恩来后来曾这样回忆：“参谋团当时没有人任主任。后来我就指定刘伯承同志来做参谋长，他起初谦虚，不肯答应；后来我说一定要你夹做，他才担任参谋长职务。”参谋团的成员有周恩来、贺龙、叶挺、蔡廷锴等。
一、“参谋长一定要你来做”
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