1926年1月,朱云卿从黄埔军校毕业,按照党的要求留在广州从事革命活动。同年秋,被任命为中共北江特委委员,并负责主办北江农军学校。在他的组织和领导下,中共北江特委先后举办了两期农军训练班,培训农军干部260余人。1927年4月,朱云卿率领农军学校第二期学员与北江农军大队会师湖南,公开支持湖南农民运动。1927年6月,朱云卿按照党组织的决定赴武汉,担任武汉农政训练班主任。
同年9月,朱云卿参加了著名的秋收起义,并随起义部队上了井冈山,参加了创建井冈山革命根据地的斗争。1928年夏,担任红四军三十一团团长,在毛泽东、朱德的直接领导下参加了攻打龙源口、围困永新城等著名战斗。1928年8月下旬,与党代表何挺颖一起,指挥不足一个营的兵力,凭险抵抗,击退了湘赣国民党军四个团的轮番进攻,取得了黄洋界保卫战的胜利。
1929年1月,朱云卿率领红三十一团随红四军主力进军赣南闽西,开辟新的革命根据地。在大柏地、长?寨等重要战斗中率部担任主攻任务。同年3月,调任红四军参谋长。同年年底,参加古田会议,坚定地支持毛泽东的正确意见。1930年8月,任红一方面军参谋长兼红四军参谋长、红一团参谋长。1930年底,在中央革命根据地第一次反“围剿”的龙冈战斗中,朱云卿协助毛泽东、朱德制定计划,部署部队,指挥作战,对全歼张辉瓒师,取得第一次反“围剿”的胜利,起了重要作用,毛泽东称赞他为“得力助手”。
1931年春,朱云卿因劳累患重病住进江西省吉安县东固医院治疗。5月22日,在医院被国民党军残忍杀害,牺牲时年仅24岁。(新华社北京2月20日电)