1925年，徐梦秋受党组织委派去了安徽省首府安庆，在那里组建共产党和共青团的基层组织。这时爆发了五卅运动，徐梦秋组织安庆的20余名团员参加了这场席卷全国的反帝风暴。同年7月，他从安庆去了上海，在劳动组合书记部机关工作了一个月。8月，又去了广州，打算进黄埔军校学习。然而，事与愿违。抵达广州以后，党组织没有让他进黄埔军校，而是让他去国民革命军第一军第一师做政治工作，担任第一师政治部的主任，主管宣传。为此，徐梦秋感到非常失望。

徐梦秋随第一军参加了东征陈炯明的战斗。1925年底，他又被调到十四师。1926年，蒋介石策划了“三二○”事件，逮捕了在广州的共产党员，徐梦秋也在其中，但几天后就被释放了。不久，他来到了武汉，受命到十二师政治部去做张发奎的秘书。

1927年4月12日，蒋介石悍然发动“四一二”反革命政变，在清党反共的腥风血雨中，成千上万的共产党员、进步人士，乃至国民党左派人士惨遭杀害。徐梦秋的几位密友在广州遇难，而他因病住院，躲过了一劫。不久，南昌起义爆发，徐梦秋所在的部队参加了起义，但他却因病未能参加这一壮举。

大革命失败后，党派徐梦秋去苏联，进入“中国劳动者共产主义大学”学习。1930年8月，他秘密回国，1931年1月，抵达江西苏区，见到了毛泽东和朱德。这时，红军正在组建军事委员会，徐梦秋被任命为军委秘书。1931年底，又开始组建红军总政治部，他在该部负责宣传工作，并兼任军委秘书长。1933年底，他调换了工作，到红军大学讲授政治课，主讲《民国政治史》、《马列主义辩证法》等课。苏振华、刘震、李志民、刘亚楼等红军高级将领都曾听过他授课。毛泽东在征战闲暇与他也时有接触，谈论时政、历史，每每谈到深夜。

1934年2月，徐梦秋改任红军学校政治委员。同年7月，在准备长征的过程中，又被调到红一军团任政治部主任。这个军团的军团长是林彪，政治委员是聂荣臻。它是长征的开路先锋。

徐梦秋随同中央红军参加了二万五千里长征。1935年9月，红军到达甘肃时，他由红一军团政治部主任改任红三军团宣传部长。不久，他遭受到有生以来最严重的一次打击:双腿被截肢。徐梦秋这样回忆:“在红军进入陕北开始作战的时候，我因双腿冻僵截肢——在我走了两万多里路之后！我一直想做军事工作，而实际上却总是做政治工作。”采访过他的美国记者尼姆?韦尔斯也写道:“他曾想上黄埔军校，当一名军事指挥官。但自从他在长征快结束时双腿截肢后，他想搞军事的全部希望都破灭了。”

“红色历史学家”统编《红军长征记》

徐梦秋的体质一向不佳，他不喜锻炼，常生些小病。在上海大学读书时，其表现也不引人注目。他唯一的嗜好就是如饥似渴地读书，尤喜读中外历史书籍，且喜做笔记和卡片，相当认真。这一点给师生们留下了深刻印象。瞿秋白在课堂上就几次表扬过他。

在北伐战争时期，徐梦秋一度与组织失去联系。为谋生计，他化名孟明进入商务印书馆当校对员和编辑。利用相对安静的工作环境，他读了不少书，并着重研究明史，以好几个化名撰写文章，还出版过几本通俗读本，如大孚公司出版的《朱元璋评传》、《南明哀史》，广益书局出版的《中国抗倭史》、《戚继光》等。这些书深入浅出，文笔较生动、清新，拥有不少读者，特别是青年读者。这可能是他后来被称为“红色历史学家”的缘由。