1911年10月，武汉起义之后，湖南宣布戒严，政局在急遽地变动。
一天，有个革命党获得了一个校长的允许，到一个中学里面作革命演讲。当场就有六七个学生起来声援他，痛斥满清并号召大家起来建立民国。每一个人都专心专意地听着。
听过这个演讲之后，毛泽东经过四五天的考虑，决心加入革命军。
毛泽东兴奋异常，觉得正在进行的激烈战斗需要更多的人投入，决定投笔从戎，北上武汉参加革命军。正当他和几个朋友整装待发的时候，长沙革命党人于10月24日发动武装起义，成立了湖南军政府。毛泽东随即投入长沙革命军。他不愿参加学生军，而是投入湖南新军二十五混成协五十标第一营左队当了一名列兵。
革命形势发展得很快。武昌起义后不到两个月，全国大多数省份已宣告独立。不久，孙中山和袁世凯成立了协定，预计的战事停止，南北“统一”，而南京政府解散。袁世凯通过南北议和窃取了革命胜利的果实，当上了民国临时大总统。清王朝宣布退位后，人们普遍兴高采烈，认为革命已经成功了。毛泽东也觉得自己参军的目的已经实现，开始重新考虑自己的前程，决定退出军队，继续求学。这期间，毛泽东一共做了半年的士兵。
孙中山的知行观对毛泽东的影响
就任大总统时的孙中山。
在近代，孙中山从革命需要出发来探讨知行问题，并把自己阐述知行学说的著作称为“孙文学说”，这对于唤起青年毛泽东注意研究知行关系问题有重要的启发作用。孙中山说：“大凡人类对于一件事，研究当中的道理，最先发生思想，思想贯通以后便起信仰。有了信仰，便发生力量。”青年毛泽东说：“夫知者，信之先。有一种之知识，即建为一种之信仰，既建为一种信仰，即发为一种行为。知也，信也，行也，为吾人精神活动之三步骤。”
五四运动以后，青年毛泽东的哲学思想开始从思辨的领域转而面向实际。他积极参加了湖南的“驱张运动”和“自治运动”等一系列革命活动，并强调说：“无论什么事有一种‘理论’，没有一种‘运动’继起，这种理论的目的，是不能实现出来的。”“湖南须有一些志士从事实际的改造，你莫以为是几篇文章所能弄得好的。”他所领导的新民学会一开始就把“真心求学，实意做事”作为选择会员的标准，在后来的发展中，更进一步把“改造中国与世界”定为奋斗的目标。事实表明，他那时在理论和运动、知和行的关系问题上，已逐渐把重点转移到“行”或“改造世界”的实践活动上来。
只有“建立严密的联合阵线，这个革命才可以成功”——第一次国共合作时期
孙中山。
由于孙中山领导辛亥革命取得了成功，国民党在社会上有威信，又在南方建立了根据地。孙中山在民国成立后几经挫折，深感中国革命要改弦易辙，对共产党员同他合作抱着积极欢迎的态度。
1923年6月12日至20日，毛泽东以湘区党的代表身分出席中共三大，会议的中心议题是讨论国共两党的合作。
毛泽东对于第一次国共合作是有充分的思想准备的。4月离开长沙时，他在湖南自修大学主办的《新时代》创刊号上发表了《外力、军阀与革命》一文，提出：中国的反动势力太大了，外力和军阀勾结为恶，共产党和一些“非革命的民主派”都将同“革命的民主派”国民党合作，以“成功一个大的民主派”。到广州后，他在《向导》上发表的文章中提出对中国革命的基本看法：国民革命的历史使命是“打倒军阀并打倒和军阀狼狈为奸的外国帝国主义”，只有“建立严密的联合阵线，这个革命才可以成功”。从五四时期倡导民众大联合，到这时主张建立联合阵线，他的思路是连贯的。
在三大上，对国共要不要合作并没有什么争议。但在如何合作的具体组织形式问题上，却发生了争论。张国焘认为，工人阶级只能在自己政党的旗帜下进行革命，不同意全体共产党员特别是产业工人加入国民党，去搞党内合作，否则会取消共产党的独立性，也不同意在劳动群众中发展国民党组织。张国焘的观点成为会议争论的焦点。多数人不同意他的观点。毛泽东在发言中根据湖南工人运动的经验，说明搞联合阵线的必要性，认为大批工农加入国民党，正可以改造它的阶级成分，和资产阶级建立联合阵线，共同完成民族民主革命的需要。经过讨论，会议通过了“党内合作”的主张，决定全体共产党员以个人名义加入国民党，但仍保持共产党组织的独立性。
毛泽东当选为中央局成员（陈独秀、毛泽东、罗章龙、蔡和森、谭平山）。五个人中有三个原来是新民学会成员。陈独秀为中央局委员长，毛泽东为中央局秘书。根据规定，“秘书负本党内外文书及通信及开会之责任，并管理本党文件。本党一切函件须由委员长及秘书签字”毛泽东第一次进入中国共产党的领导核心，这时他三十岁，刚好是“而立”之年。
在毛泽东的指导下，1923年10月初国民党长沙支部成立，随后宁乡、安源等地分部和湖南总支部也相继成立，使湖南在大革命时期成为国民党组织最发达的省份之一。
1924年1月20日，在孙中山主持下，国共两党聚集在广东高等师范学院那座有着高高塔楼的礼堂内，召开国民党第一次全国代表大会。毛泽东以湖南地方组织代表的身分出席。他的座位是三十九号，会议期间被指定为章程审查委员之一。他多次发言，除就组织国民政府、出版及宣传、设立研究会等问题发表意见外，还针对国民党内的右派观点申明自己的主张。
1月28日，讨论国民党章程时，广州代表方瑞麟提出不能党中有党，要求写上国民党员不能加入其他政党的条文。这个提案显然是针对共产党员跨党、反对孙中山容共政策的。李大钊率先驳斥方的谬论，诚恳地解释了共产党的做法。廖仲恺等人起而支持。在大会气氛有利于国共合作的情况下，毛泽东趁机发言：“主席！主席！三十九号发言，本席主张停止讨论，即付表决。”结果方瑞麟的提案被轻易否决了。
29日，大会在是否通过“请采比例选举制为大会政纲之一”的议案时，发生了激烈争论。所谓比例选举制，是西方国家选举制度之一。它根据各政党在全国所得选票在选票总数中的比例，来分配其议员席位的名额。提案人黄季陆发言说：“比例选举制，可以打破现在选举的流弊，因为现在选举制总是以多数压服少数，而比例选举制则各能如其势力以发展，毫无冲突之处”。他的意图是保护当时在国民党内占少数的右派的地位，很得到一些人的支持。毛泽东发言反驳说：“现时比例选举制系少数党所运动出来的结果。本党为革命党，凡利于革命的可采用，有害于革命的即应摈弃。比例制有害于革命党，因少数人当选即有力量可以破坏革命事业，是予少数派以机会也。本席根本反对本案，以为不能讨论，不能表决。”多数代表同意毛泽东的意见，大会没有通过这个提案。
毛泽东在会上的表现，受到孙中山的赏识和注意。30日上午，选举中央执行委员和候补委员时，孙中山亲自拟了一个候选人名单，交付大会表决，其中就有毛泽东。他被选为中央候补执行委员。
大会结束后，毛泽东被派往上海参加国民党上海执行部的工作。上海执行部是国民党在广东根据地以外最重要的机构，统辖江苏、浙江、安徽、江西、上海等地工作，在上海法租界环龙路四十四号办公。国民党元老胡汉民、汪精卫、于右任、叶楚伧等分任各部部长，毛泽东任组织部秘书兼代秘书处文书科主任。
执行部成立后做的第一件事，是党员重新登记。老党员也都要经过填表和审查后才能成为改组后的国民党员，发给党证。作为组织部的秘书，毛泽东具体负责这件事。有些老党员摆资格，认为“毛头小伙子不配问我们的履历”。据罗章龙回忆，“一天，一个人冲到楼上，胡汉民、汪精卫都起来打招呼，他们三人交谈，我和润之不认识此人。那人说，我从同盟会开始，革命几十年还要填表？可不可以免填？”一打听，才知是辛亥革命后当过四川省长的谢持，现在是国民党中央监察委员，实际上是个反对改组的右派。“他到我们这里说了一遍，大家都不以为然地说，党员人人都要填”。因为未得允许，谢持便“一怒而去。润之说，派人送张表去，要秘书好好解释一下，可以放宽点”。给了这个台阶，谢持还是填了表。那些以老党员自居的人也都按规矩办了。
此事之后，国民党右派分子自然不会罢休。成立上海第四区党部时，右派为争取领导权，先是请孙中山出面为他们说话，但遭到拒绝。然后孤注一掷，决定雇佣流氓打手，混入会场干扰。毛泽东得知这个情况后，同左派商量，动员共产党员和左派人士出席会议，由王荷波组织纠察队，控制会场，制止流氓混入，保证了成立会顺利进行。
叶楚伧是执行部三个常委之一，算是负责人。8月1日，他竟策划一些国民党人在上海南方大学开代表会议，讨论所谓“处置共产分子问题”，当即激起左派的反对。第二天，右派分子闯入上海执行部机关，殴打邵力子。事件发生后，由毛泽东领衔，同恽代英、施存统、沈泽民等联名上书孙中山，控告叶楚伧“主持不力，迹近纵容”。
毛泽东事实上成为中共在国民党上海执行部的中心人物，以他为代表的共产党人同叶楚伧等右派的斗争也公开化了。
这年11月17日，孙中山应冯玉祥等的邀请北上，途经上海。毛泽东向他面呈了包括自己在内的上海执行部十四人致孙中山的信，反映“自八月起经费即未能照发，近来部内更无负责之人，一切事务几于停顿”，希望派员解决。孙中山因北上事繁，又染重病，无暇处理此事。叶楚伧等人“用尽办法、把毛赶走”。加上积劳成疾，毛泽东就在12月请假回湖南老家养病。叶楚伧很高兴，特地宴请上海执行部的一些右派分子，“以志祝贺”（10）。
毛泽东离开上海不久，中共四大于1925年1月在上海召开。大会还选出新的中央执行委员会和中央局，毛泽东没有继续当选。
四大结束后不到两个月，孙中山在北京逝世。
之后，国民党内左派和右派也进一步分化。以1925年8月国民党左派领袖廖仲恺被暗杀为标志，国民党内部逐步形成以蒋介石、戴季陶、胡汉民为代表的新右派。这就使国共合作的关系更加复杂了。
正是在这种情况下，毛泽东从湖南归来，于1925年9月到达广州，于10月5日开始代理国民党中央宣传部长。在毛泽东的主持下，国民党的宣传工作很快出现生气勃勃的局面。
这之后，毛泽东坚持孙中山先生的新三民主义遗志，主张反击国民党内新老右派制造的一系列争端。
由于共产国际和陈独秀的右倾机会主义错误，第一次国共合作最终走向了尽头。1926年5月25日，毛泽东离开代理国民党中央宣传部长的位置。此后，他的主要精力转向了农民运动。
第一次国共合作时期，毛泽东对孙中山三民主义思想进行了一些解释，并对曲解三民主义的言论进行了批驳。例如：1925年10月下旬，毛泽东在为《国民党广东省代表大会会场日刊》撰写的发刊词中指出：“革命的民族主义叫我们反抗帝国主义，使中国民族得到解放。革命的民权主义叫我们反抗军阀，使中国人民自立于统治地位。革命的民生主义叫我们反抗大商买办阶级，尤其是那封建宗法性一切反动势力根本源泉之地主阶级，使中国大多数穷苦人民得享有经济幸福。”（11）在此，他对三民主义的内涵和意义进行了说明。此后，毛泽东对国民党右派歪曲孙中山思想理论的言论进行了批驳。例如，1925年冬，毛泽东在《政治周报》第4期的《国民党右派分离的原因及其对于革命前途的影响》一文中指出：“孙先生的主义、遗教，绝对是为了‘救苦’，绝对不是为了‘发财’；绝对是使人类从压迫阶级解放出来，绝对不是为了准备做新的压迫阶级。无论将孙先生的主义、遗教如何曲解，这个意义绝对不能变动。”（12）
第一次国共合作时期，毛泽东对孙中山三民主义的来源作了初步说明。毛泽东在《国民党右派分离的原因及其对于革命前途的影响》一文中指出：“我们知道领袖农村无产阶级向清朝贵族及地主阶级作农民革命的洪秀全，乃孙中山先生最初革命思想的渊泉。”（13）
第一次国共合作时期，毛泽东对孙中山思想理论的普及欢欣鼓舞。毛泽东在《湖南农民运动考察报告》中描绘道：“孙中山先生的那篇遗嘱，乡下农民也有些晓得念了。他们从那篇遗嘱里取出了‘自由’、‘平等’、‘三民主义’、‘不平等条约’这些名词，颇生硬地应用在他们的生活上。一个绅士模样的人在路上碰了一个农民，那绅士摆格不肯让路，那农民便愤然说：‘土豪劣绅！晓得三民主义吗？’长沙近郊菜园农民进城卖菜，老被警察欺负。现在，农民可找到武器了，这武器就是三民主义。当警察打骂卖菜农民时，农民便立即抬出三民主义以相抵制，警察没有话说。”（14）
学孙中山做军事运动——土地革命时期
大革命失败以后，“八七”会议试图纠正右倾机会主义路线。毛泽东在发言中追索原因，说：“从前我们骂孙中山专做军事运动，我们则恰恰相反，不做军事运动，只做民众运动，蒋介石，唐生智都是拿枪杆子起家的，我们独不管。”他并且明确指出：“以后要非常注意军事，须知政权是由枪杆子取得的。”这是第一次提出枪杆子出政权的观点，成为他后来发动工农武装起义和创建农村革命根据地的先导。
“重新整顿三民主义的精神”——第二次国共合作时期
第二次国共合作时期，是毛泽东研究和宣传孙中山思想理论力度最大的时期。毛泽东指出：“共产党员应该如像他们研究共产主义一样，好好研究三民主义，用马克思主义的眼光，研究三民主义的理论。”（15）