经过
1927年12月11日凌晨3时30分，由叶剑英领导的第四军教导团率先行动，随着三声炮响，三颗耀眼的红色信号弹，腾空而起，划破广州沉沉的夜空。在张太雷、叶挺、叶剑英、黄平、周文雍等领导下，第四军教导团全部、警卫团一部、黄埔军校特务营和广州工人赤卫队的7个联队、2个敢死队，共约6000余人(其中工人赤卫队3000余人)，分数路向广州市各要点发起突然袭击。在广州的苏联、朝鲜、越南的部分革命者也参加了起义。东路，教导团主力在叶挺直接指挥下，迅速将驻在沙河的1个步兵团打垮，俘600余人，缴获武器一部，继之消灭了驻燕塘的炮兵团，尔后回师市区，协同工人赤卫队攻占了公安局。中路，教导团一部和工人赤卫队攻占了国民党广东省政府及其以北的制高点观音山(今越秀山)等地。南路，警卫团第3营及工人赤卫队一部向第4军军部、第4军军械库等地攻击，遇到顽强抵抗，未能攻克。与此同时，广州市郊芳村、西村等地的农民约2万人举行起义，一部进入市区配合起义军的行动。起义军民经过10个多小时的战斗，除第4军军部、军械库和第4军第12师后方办事处之外，珠江以北市区的国民党军、保安队和警察武装均被消灭，缴获各种炮20余门，各种枪1000余支。当日上午，广州市苏维埃政府成员和工农兵执行委员会举行第一次会议，宣告广州市苏维埃政府成立，中共中央政治局常委苏兆征为主席(在苏未到广州前由张太雷代理)。会后发布了《广州苏维埃宣言》、《告民众书》以及有关的法令。当天，广州市工人、农民和市民欢欣鼓舞，热烈拥护革命政府，积极参加起义。
广州起义爆发后，国民党广东省政府主席陈公博及张发奎、黄琪翔(第4军军长)等人仓皇逃到驻珠江南岸海幢寺第5军军部，并立即电令驻肇庆地区的第12师、第26师第78团，驻东江地区的第25师，驻顺德地区的教导第1师第1、第2团等部，急速回防广州。12日，张发奎所部3个多师和驻守广州珠江南岸李福林的第5军一部，在英、美、日、法帝国主义的军舰和陆战队支援下，从东西南三面向起义军反扑。起义军和工农群众同优势的国民党军进行了英勇顽强的浴血奋战，但终因众寡悬殊，遭到严重损失，起义主要领导人张太雷牺牲。这时，张发奎的后续部队陆续到达，情况非常严重，在此危急时刻，起义军总指挥部为保存革命力量，于12日夜下达了撤出广州的命令。
结果
起义中，叶剑英根据广州的地形特点，用兵布防，使起义一开始就比较顺利地占领了大半个广州。叶剑英冒着枪林弹雨，亲自在长堤一带指挥作战。最终，由于敌强我弱等原因，12日晚，起义军被迫撤出了广州城。
起义军余部1200余人于13日凌晨撤出广州，在花县(今花都)改编为工农革命军第4师，领导人有董朗、叶镛、徐向前、袁国平等，后经从化、紫金等地进至海丰、陆丰县境，加入了东江地区的革命斗争;另有部分人员转移到广西右江地区，后来参加了百色起义;另有从广州撤出的部队约200余人向北江退却时，在韶关附近与朱德、陈毅率领的南昌起义军余部会合，后来上了井冈山。国民党军重占广州后，对未及撤离的起义军、工人赤卫队和拥护革命的群众，进行了血腥的镇压，惨遭杀害者达5700余人，苏联驻广州领事馆也遭冲击。 1927年12月13日晚上8时左右，苏联驻广州领事馆被包围，馆内所有人员都遭逮捕。据苏联领事波赫瓦林斯基事后回忆，领事馆外交官乌科洛夫、伊万诺夫等人在被杀害之前，还曾受到侮辱，“每个人的身上都被绑了一个牌子，上面写着：‘俄国共产党分子，任何人都可以随意处治他。 ’……一路上尽向他们投掷东西，打他们，用小刀刺他们，往他们身上吐唾沫。 ”他们后来被枪杀，尸体很长时间都没有被移走。此外，苏联驻广州领事馆副领事哈西斯也惨遭杀害。
意义
广州起义，是中共广东省委贯彻中共“八七会议”精神，在中共中央直接指导下领导广州地区工农群众和革命士兵进行的一次大规模的暴力革命，是继南昌起义和湘赣边界秋收起义之后，对国民党反动派的又一次英勇反击，是在城市建立苏维埃政权的大胆尝试。这次起义虽然失败了，但起义军和工农群众的英勇战斗，不怕牺牲的革命精神，给了中国人民以新的鼓舞，在中国人民革命斗争史上写下了光辉壮丽的一页。其主要经验：(1)成立了军事委员会，组织领导健全;(2)适时改变计划，决心果断;(3)起义军民英勇奋斗，不怕牺牲;(4)不能照搬外国的经验，攻占大城市的时机尚未成熟。
广州动荡之际，共产党人在1927年12月11日发动了起义。李宗仁在回忆录中写到过这时的广州：“全市火光烛天，尸体狼藉。市民均被迫以红巾系颈，表示拥护红军，否则格杀勿论。张发奎匆忙前往肇庆，急令黄琪翔回师平乱，黄氏乃率部反穗。张、黄二人以共党在后方捣乱，破坏其一统两广的大计，愤恨之余，遂也恣意杀戮。下令凡见颈系红巾的，即格杀勿论。人民分不出孰为红军，孰为第四军，只知有红巾亦死，无红巾亦死。一时广州全市全城鬼哭狼嚎，无辜人民被杀的不计其数。大火数日不绝，精华悉被焚毁，实为民国成立以来鲜有的浩劫。”
广州起义和南昌起义同是中共中央战略决策的整体。为响应南昌起义军南下，党中央一面指示广东省委开始各地农民起义计划，并准备广州起义，同时加紧督促两湖起义，以声援广东起义;一面要求叶挺、贺龙军队与农民军一起，迅速占领东江，夺取广州。根据中共中央和南方局的指示，8月20日，广东省委最早决定了广州起义计划。后因叶挺、贺龙军队在潮汕失败，这一计划没有实现。但广东各地起义的准备并未停止，广东省委继续寻找广州起义时机。至11月中旬，军阀张发奎、李济深爆发战争，广州的敌人兵力一时空虚，中共中央和广东省委利用有利时机，再次决定举行广州起义。12月11日，广州起义爆发，几个小时占领整个城市，建立了第一个城市苏维埃政权。可见，8月广州起义的中断和12月广州起义的实现本为同源，从一定意义上说，广州起义实际上是南昌起义的延续。
其三，从领导层面看，南昌起义的一些领导人后来又是广州起义的领导成员。叶挺，南昌起义的主要策划者和发动者。南昌起义前，叶挺任国民革命军第二方面军兼代前敌总指挥、第十一军军长兼第二十四师师长;起义后任革命委员会委员、参谋团委员;起义军南下广东失败后抵达香港，在广州起义前6个小时从香港赶到广州，参加指挥广州起义，任工农红军总司令。聂荣臻，南昌起义前，任中共前敌委员会军事委员会书记;起义军南下失败后抵达香港，任中共广东省委军委委员，后与张太雷、叶挺、恽代英等一起领导了广州起义。叶剑英，南昌起义前，任国民革命军第四军参谋长，参与策划南昌起义;后兼任第四军教导团团长;12月参与领导广州起义，任工农红军副总指挥。恽代英，南昌起义时，任中共前敌委员会委员;起义后任革命委员会主席团成员、宣传委员会代理主席;后从香港返回广州，参与领导广州起义，任广州苏维埃秘书长、宣传委员，负责起草广州苏维埃政府政纲、宣言、告示等，以及出版党报《红旗日报》。彭湃，参加领导南昌起义，任中共前敌委员会委员;起义后任革命委员会委员和农工委员会委员;起义军南下受挫后，带领一部分起义军转移到海陆丰，任东江特委书记，东江工农自卫军总指挥;广州起义时，任广州苏维埃政府人民土地委员。两次起义领导人的连续性，从一个侧面反映出南昌起义和广州起义有必然的内在联系，说明两次起义一脉相承、息息相关。
三大起义虽然失败了，但各自保存了革命火种，成为组建工农红军的骨干力量，奠定了革命胜利的基础。
其一，三大起义失败后，起义领导人怀着坚定的理想信念及强烈的使命感和责任心，在极其困难的环境下，将起义军余部保存下来，成为后来创建红军的骨干力量。