根据中共“三大”决议，一些共产党员以个人身份加入了国民党，其中优秀者还在国民党内当了“官”，以帮助孙中山改组国民党，实现国共两党的党内合作。毛泽东就是其中的一位，而若论他当时在国民党的职务，还要高于他后来的政治对手蒋介石。
毛泽东任国民党候补中央执行委员，蒋介石没当上国民党“一大”代表
青年毛泽东在建党初期就以其才干，博得了总书记陈独秀的赏识，被从中共湘区执委会书记职调至上海中央机关工作。中共“三大”通过《关于国民运动及国民党问题的决议案》，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。会议选举新的中央领导机构，由陈独秀、毛泽东、罗章龙、蔡和森、谭平山组成中央局。这个中央局类似于后来的中央政治局，是当时中共的最高决策机关。陈独秀为委员长，毛泽东为中央局秘书，“而立”之年的毛泽东进入了中共领导核心。
当时，湖南只有一个国民党党员邱维震。国民党元老覃振奉命回湖南进行这一工作，毛泽东知道后专门给李维汉写了一封信，要中共湘区区委协助覃振在湖南开展工作。9月，受中共中央委派，毛泽东回湖南指导湘区区委筹备湖南国民党组织，为便于工作，国民党本部总务部副部长、中共党员林伯渠还委任他为中央党部筹备员。
回到长沙，毛泽东便和夏曦一起商议筹备湖南国民党的计划。他在给国民党本部总务部长彭素民、副部长林伯渠的信中说，先“租定房子成立筹备机关（秘密的），多邀信仰三民主义及其有活动能力的人入党。”在毛泽东的指导下，长沙最先设立国民党支部，接着常德、衡阳也相继设立分支部。10月初，国民党湖南总支部成立。此时就全国而言，湖南是国民党组织最发达的省份之一。
1924年1月20日，国民党“一大”在广州召开，毛泽东以湖南的国民党代表身份出席会议，，在讨论国民党章程时，广州代表方瑞麟提出不能党中有党，要求在章程上写明国民党员不得加入其他政党的内容。显然这是为难加入国民党的共产党员。李大钊当场予以驳斥。会议就此争执不下，毛泽东见状立即发言，要求停止讨论，即付表决。方瑞麟的提案就这样被否决了。
在讨论“比例选举制为大会政纲之一”的议案时，毛泽东发现这个议案的要害在于，要保护国民党内不赞成三大政策的少数代表的地位，遂当即发言表示反对。他说：“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，是予以少数派以机会也。”又说：“比例选举制虽为社会党所赞成，但当其未成功时固是如此，若成功后即不尽然。此制很有害于革命之本身，盖以自由给与反对党，革命事业十分危险。”他的发言博得多数代表的回应，从而使得这一提案未得通过。
毛泽东在湖南的工作以及在大会上的表现，很受孙中山及国民党人的赏识和注意。在选举中央执行委员和候补中央执行委员时，毛泽东被选为候补中央执行委员。会后，毛泽东被派到国民党上海执行部工作。当时的上海执行部管辖范围有上海、江苏、浙江、安徽和江西。胡汉民、叶楚伧、汪精卫为执行部常务委员；邵元冲任文书科主任，邵未到任前，由毛泽东代理；胡汉民任组织部长，毛泽东任秘书。
蒋介石年长毛泽东6岁，早在1908年就已加入同盟会，后又人中华革命党，一直在孙中山身边工作，可谓老资格的国民党员了。客观地说，最初他也是拥护孙中山的三大政策的。早在1919年1月1日，他就在日记中写道：“今年拟学习俄语，预备赴俄考察一番，将来做些事业。”1923年7月，他得知孙中山将组团赴俄考察，可却没有得到具体的通知，于是他立即给大元帅府秘书长杨庶堪写信，表示：“如不允我赴俄，则弟只有消极独善，以求自全。”态度之坚决，意气之偏狭，已溢于文字间。后蒋介石率团在苏联考察了3个月，所见所闻给他以新的鼓舞与启发，准备回国后“仿效俄国共产党的办法”，大干一番，组织一支“有主义有精神之军队”。
蒋介石在苏联考察时，国民党“一大”正在筹备中，甭说许多重要的国民党人参与其事，就是一些跨党的共产党人如陈独秀、李大钊等也与闻其中，这又让蒋介石接受不了。12月15日，蒋介石回到上海，匆匆给孙中山递了份“游俄报告书”后，就撂挑子回到溪口老家。国民党“一大”召开在即，他却连代表也不是，愤愤不平的他立即给孙中山去信说：“先生今日之于中正，其果深信乎？抑未深信乎？”此时的毛泽东除是候补中央执行委员外，还是国民党上海执行部组织部秘书兼文书科主任。在家待命的蒋介石，看到这么多共产党员参与国民党中枢，想想自己什么不是，他十分气恼，于是给廖仲恺去信警告说，不能“造成中国共产党为其正统。”
毛泽东任国民党中央宣传部代理部长。蒋介石当上东征军总司令
1924年11月17日，孙中山北上途经上海，毛泽东与组织部秘书张延灏、干事罗章龙、宣传部秘书恽代英等联名致信孙中山，反映“近来部内更无负责之人，一切事务几乎停顿”，要求派员任事。毛泽东等之所以给孙中山写信，是因为国民党上海执行部的主要负责人汪精卫、胡汉民因常侍在孙中山身旁，从而造成上海执行部实际上没有具体负责人。而执行部的日常工作多由毛泽东担当，以至他积劳成疾，不得不于12月请假回韶山养病。
1925年2月6日，毛泽东以国民党候补中央执行委员的身份回到韶山。7月，在他的领导下，韶山成立国民党第七区党部，他为常务委员。他给区党部交待应讨论的3个问题：（一）党务；（二）反对帝国主义；（三）乡村教育。8月，毛泽东因领导韶山农民开展“平粜阻禁”谷米的斗争，与团防局长成胥生发生冲突。成胥生告到湖南省长赵恒惕处，湘潭县团防局遂派兵前来逮捕。在韶山农民的帮助下，毛泽东脱险离开韶山到了长沙。
9月，毛泽东到达广州。当时广州成立了国民政府，汪精卫为主席，政务事情本就繁杂，而他又兼任国民党中央宣传部长，实在顾及不上，于是他向国民党中央常务会议推荐毛泽东代理宣传部长。常务会议当即通过。但此时的国民党宣传部徒有虚名，工作范围仅及广东一省。毛泽东到任后，建立了定期向中央宣传部报告的制度，将工作范围向全国延伸。到1926年5月毛泽东离开宣传部时，中央宣传部的工作范围已及12个省市。时任国民党中央常务委员会秘书长林伯渠对此十分满意，称“本党在以前对于指导民众运动的宣传工作不很统一，现在说可以比较的统一”，而在深入民众宣传反帝反军阀，“本党也都可以指导而有成效”。
国民党“二大”召开前夕的11月12日，在国民党中央执行委员会第119次会议上，毛泽东被推选为国民党“二大”代表资格审查委员会委员。11月23日，林森和张继等在北京西山非法召开第四次中央执行委员会会议，史称西山会议。会议通过取消共产党员在国民党的党籍，解除共产党员谭平山、李大钊、林伯渠、毛泽东等中央执行委员和候补中央执行委员职务，解除苏联顾问鲍罗廷的职务，中央执行委员会移上海，停止广州的中央执行委员会的职权。公开与国民党中央执行委员会叫板。
国民党中央执行委员会针锋相对。1 1月27日，由中央执行委员汪精卫等10人和候补中央执行委员毛泽东等5人通电全国各级党部，指出在北京西山召开的所谓中央全会为非法，称国民党的全国代表会议及中央全会，“须在广州开会，无论任何人不得违反决议。”同时警告西山会议派必须尊重决议，迅速来广州开会，“勿持异端，致生纠纷。”同是这一天，毛泽东出席国民党中央执行委员会、监察委员会、各部部长第123次联席会议。会议决定毛泽东起草中央通告，这就是《中国国民党之反奉战争宣传大纲》。
毛泽东经常出席国民党的一些决策性会议，并为国民党中央宣传部等领导机构起草了许多指导性的文件。现在台湾的国民党党史馆仍然保留着毛泽东当年亲笔起草的文件。由于当时形势造成交通不畅，使得国民党的一些宣传品几乎仅及广东一省。中央和各地的机关，也限于条件疏于联系。11月，毛泽东以中央宣传部的名义向国民党中央建议，应在上海设立交通局，作为中央与各地党的机关联系的部门。国民党中央立即同意这一建议，设立交通局，并由宣传部管理。
虽然蒋介石为未能选人国民党中央而抱怨，但其实孙中山对他另有安排。1924年1月24日，蒋介石被任命为陆军军官学校筹备委员会委员长（即黄埔军校）。5月3日，孙中山正式任命他为黄埔军校校长兼粤军总司令部参谋长。1924年10月，以英国汇丰银行买办陈廉伯为首的广州商团，发动针对广州国民政府的叛乱，蒋介石亲率黄埔学生军迅速平叛。1925年2月16日，黄埔学生军东征讨伐陈炯明取得淡水大捷，为东征军的胜利讨伐奠定了基础。一时间，蒋介石声名鹊起，俨然是国民党内罕有的军事干才。
孙中山逝世后，国民党政坛可谓云谲波诡，暗潮涌动。8月20日，国民党左派廖仲恺被暗杀。根据蒋介石的提议，国民党中央任命由汪精卫、许崇智、蒋介石组成的特别委员会，负责调查廖仲恺被杀案，并“授以政治、军事及警察一切全权，应付时局。”蒋介石由此进入国民党的决策中心。
在处理廖案过程中，蒋介石使用权术，与汪精卫联手放逐了国民党元老胡汉民。8月26日，根据他的建议，国民政府军事委员会正式组建国民革命军，他兼任第1军军长。不久，他又逼走了许崇智。9月21日，国民政府决定正式东征，任命他为东征军总司令。此时，蒋介石依然不是中央委员。
蒋介石“直线窜升”至“万人之上”，毛泽东辞去代理宣传部长
从1925年12月5日起，毛泽东以国民党中央宣传部的名义主编《政治周报》。他在《政治周报》上发表了十多篇文章，分析国民党产生左右派的历史必然性，指出对待国共合作、对待帝国主义和军阀、对待工农大众的态度，就是区分左右派的标准，而西山会议派就是资产阶级的右冀，从历史的发展眼光观察，国民党右派的分裂出去，“我们虽不必以此为喜，却断不是什么不幸的事”，因为它“并不足以阻碍中国的国民革命”。
1926年1月1至9日，国民党“二大”在广州召开。毛泽东和蒋介石同时出席了这次会议，毛泽东作宣传报告，蒋介石作军事报告。大会选举了中央执行委员会。根据票数，在当选的36名中央执行委员中，蒋介石位居汪精卫之后，名列第二。在当选的24名候补中央执行委员中，毛泽东也名列第二。在二届一中全会上，蒋介石当选为由9人组成的中央执行委员会常务委员会委员，毛泽东也被常委会批准继续代理中央宣传部任部长。与两年前的国民党“一大”相比，此时的蒋介石判若两人。有出席“二大”的代表回忆，这位“东征英雄”，“身披斗蓬大衣，足登高筒马靴，用浓重的浙江口音在会上做军事报告。”台湾学者汪荣祖、李敖对此描述道：
报告完毕，由于东征胜利，全场欢呼，起立致敬，在此声势下以高票当选为中央执行委员会常务委员，仅比中央政治委员会主席汪精卫少一票。汪蒋政军体制俨然形成。此前，蒋尚是一介武夫，党政地位在毛泽东之下，即第二次代表大会召开时，他亦非七人主席团之列，与权力核心还沾不到边。然而二大之后，蒋氏直线窜升，已是一人之下，万人之上了。
从“一大”到“二大”，也就不到3年的时间，蒋介石“直线窜升”到国民党最顶层。但他并没因此而满足，更上一层楼的政治野心驱使他还要冒一把险。3月20日，他借口“中山舰”叛变，宣布广州紧急戒严，命令部队包围苏联顾问季山嘉及苏联代表团住宅、苏联领事馆和省港罢工委员会，占领海军局，扣留中山舰等军舰，逮捕舰长李之龙；以“保护”为名，包围汪精卫住宅；拘捕黄埔军校和第1军中的共产党员等。
“中山舰事件”后，汪精卫以患病休养为由一走了之。5月15日至22日，国民党二届二中全会通过蒋介石提出的《整理党务案》，主要内容是：加入国民党的共产党员名单全部交给国民党中央保存；共产党员在国民党中央、省、特别市党部执行委员的人数，不得超过各党部全体执行委员的三分之一；共产党员不得担任国民党中央的部长；中共及共产国际发给国民党内共产党员的一切训令应先交联席会议等。《整理党务案》最直接的后果是，在国民党内担任部长的共产党员纷纷辞职，毛泽东辞去代理宣传部长之职，蒋介石代替共产党员谭平山担任组织部长。不久，他又担任了国民党中央常委会主席、军人部长、国民革命军总司令，集党、政、军大权于一身。
毛泽东虽然不是代理宣传部长了，但仍是候补中央执行委员。国民党“二大”后，他参加了新成立的国民党中央农民运动委员会，并被任命为由国民党中央农民部主办的农民运动讲习所所长。中共“三大”时，毛泽东就提请中央注意农民问题，注重农民运动，对此历史贡献，连张国焘也在晚年所写的《我的回忆》中予以肯定：
他（指毛泽东，作者注）向大会指出，湖南工人数量很少，国民党员和共产党员更少，可是满山遍野都是农民，因而他得出结论，任何革命，农民问题都是最重要的。他还证以中国历代的造反和革命，每次都是以农民暴动为主力。中国国民党在广东有基础，无非是有些农民组成的军队，如果中共也注重农民运动，把农民发动起来，也不难形成像广东这类的局面。这种看法，是毛泽东这个农家子对于中共极大的贡献，……那时他的此项见解的重要性，是不能抹杀的。
此时，毛泽东在国民党内仍有一定的影响，用孙科的话说就是，当会议讨论一些久议不决的问题时，只要“找于树德、毛泽东、恽代英、侯绍裘一疏通，会场中便没有问题了。”不过，这种坐而论道的文牍主义，毛泽东早已没了兴趣，他的兴趣和志向在农村。
此时的蒋介石和毛泽东形成了强烈的反差，一个高踞国民党的权力之巅，统领干军万马，整军经武追亡逐北；一个草鞋布衣，行走于山野田间，专寻“没有钱的穷人”交朋友。1926年12月27日，毛泽东以国民党候补中央执行委员的身份，出席湖南全省工农代表大会闭幕会，会后便由长沙启程前往湘潭考察农民运动。
毛泽东名列蒋介石通缉令的第十一位
1926年，1月9日，蒋介石将北伐军总司令部设在南昌，以组织自己的权力中心。孙科注意到这点，一针见血地指出，“自设总司令部以来，党国大政无不总揽于一人，党和政府等于虚设”，蒋在南昌所为，“开个人独裁之渐，启武人专横之端”。国民党中央也意识到问题的严重性，于1927年3月10至17日在武汉召开二届三中全会，发起所谓提高党权，反对军事独裁的“救党运动”，并针对性地采取了组织手段，即实际撤消了他的军委主席、军人部长、中央军校校长和组织部长等职务，以限制其日益膨胀的权欲。
二届三中全会虽然表面上限制了蒋介石的权力，但因保留了他的国民革命军总司令职务，他仍然享有最高军事指挥权，这对一直崇尚军事实力的蒋介石来说，二届三中全会的所有针对性文件，对他来说仅是一纸空文，丝毫也左右不了他。他在这条路上疾走，所有的障碍都在清除之列，而共产党就是他的最大障碍。
1927年4月12日，蒋介石终于露出真实面目，在上海发动政变，捣毁了上海市总工会和纠察队，向共产党人和工农群众举起屠刀。据当时《中国周报》记者史诺的估计，约有五千人死于此次事变。4月15日，蒋介石在南京以国民党中央的名义对包括鲍罗廷、陈独秀等共产党领导人和左翼人士197人发出通缉令，毛泽东列第十一位。针对蒋介石的反革命政变，武汉的国民党中央迅速做出反应，4月22日，汪精卫等40人联名发出讨蒋通电，毛泽东名列其中，指斥蒋介石已成“总理之叛徒，本党之败类，民族之蟊贼”，“惟有依照中央命令，去此……叛徒”。
此时的毛泽东正在武汉，同邓演达、谭延闿、谭平山、陆沉以中华全国农民协会临时执行委员名义，向各省农民协会、农民协会筹备处发出通告，决定7月1日在武汉召开全国农民代表大会。在国民党中央土地委员会的例行会议上，毛泽东多次强调农民和土地问题的重要性，认为“中国农民运动，是革命进程中主要力量”，“其有益于革命前途，实在无可限量。”6月3日，毛泽东出席国民党中央执行委员会常务委员会第十四次会议，这是他最后一次参加的国民党正式会议；6月13日，毛泽东出席国民党中央军事委员会会议，这是他最后一次参加国民党的部门会议。
7月15日，汪精卫步蒋介石后尘，开始实行“分共”，轰轰烈烈的大革命彻底失败。8月1日，毛泽东同宋庆龄、邓演达、董必武等22人联名发表《中央委员宣言》，对此予以揭露和谴责。这也是他最后一次使用国民党中央候补委员的名义。自此以后，毛泽东与国民党在事实与名义上已没有任何的关系了。 毛泽东离开了国民党，但绕有意味的是，国民党还欠了毛泽东半年的工资，共计720块大洋。在1924年1月的国民党“一大”上，毛泽东当选为候补中央执行委员，又任国民党中央宣传部代理部长。从新近发现的史料看，国民党给毛泽东的月工资是120块大洋，这在当时是不菲的收入。那时大学教授的工资是80块大洋，上海书店店员的工资是6块大洋，每担大米的售价是4块大洋。这笔拖欠的工资，笔者以为应是1927年1至6月期间的。蒋介石虽在“四，一二”对毛泽东等发出通缉，但给公务人员开工资的是武汉的国民政府，毛泽东的名字在工资花名册上注销，应该是在汪精卫“七，一五”与共产党翻脸后。