1927年9月，毛泽东发动湘赣边界秋收起义，随后建立了井冈山革命根据地。陈毅协助朱德率领起义部队向井冈山前进，和毛泽东在砻市胜利会师，会师后两支部队合编为中国工农红军第4军。毛泽东任党代表，朱德任军长，陈毅任政治部主任。从此，南昌起义保存的部队就和秋收起义的部队会合在一起，逐步发展壮大。
由于王明“左”倾机会主义路线的错误领导，第五次反“围剿”遭到失败，中央红军不得不作战略转移。陈毅因在战斗中身负重伤，留在江西苏区坚持了三年游击战争。当时，敌人采取搜山、烧山、移民、封坑、包围、“兜剿”等等手段，对红军游击队进行最残酷的“围剿”。陈毅和战友们风餐露宿，昼伏夜行，坚决依靠群众的支援和掩护，开展灵活的游击战争。
1936年冬，陈毅在梅岭被国民党第46师围困达20天之久。他身负重伤，弹尽粮绝，苦虑不得脱身，因此做好了牺牲的准备。在山洞里，他写下了气壮山河、豪迈千古的“绝笔书”、正气歌——《 梅岭三章 》：