1927年3月21日，上海第三次工人起义暴发。当时北伐军已占领龙华。陈独秀在3月5日特委会上说：“松江下，苏州下，鲁军退，三个条件有一个，我们就发动。”现在条件具备了。上海八十万工人群众举行总同盟罢工。
周恩来认为，以前起义失败的军事原因是工人没有掌握武装。罗亦农也说，罢工后，工人不去夺武装，而是先回家去了。
这次经过努力，工人们走上街头时，手上有了二百条枪。罢工立即转入武装暴动。从中午十二时至下午四时，打下警察署、湖州会馆后，战斗集中于三处，即北火车站、商务印书馆俱乐部、天通庵火车站。当时，罗亦农在施高塔路四达里指挥部指挥，周恩来、赵世炎在前线指挥。陈独秀在北四川路横浜桥南郑超麟家里，由郑超麟及赵世炎爱人夏之栩来往指挥部送信，参与指挥战斗。
周恩来与罗亦农、赵世炎商量，对北站取防守势，对俱乐部取包围势，对天通庵车站取攻势。周恩来从21日起义开始，就没有合眼，一直战斗在前线指挥部。22日中午攻下了天通庵车站，南市俘虏了敌人百余人，下午四时，攻下商务印书馆俱乐部（浦东）。攻打闸北车站战斗十分艰难，敌人机枪压住了进攻的火力，在苍澄打了两天一夜。
武汉国民政府通过苏联的同志向军事顾问下达准备失败的秘密指令，因此在浙江前线只有右派的部队。见白崇禧的军队按兵不动，起义指挥派代表向白崇禧苦苦相求，北伐军队中进步官兵也要求援助上海工人，白崇禧只好答应派薛岳部队支援。北伐军和上海工人武装一夹击，打下了闸北，占领了除租界以外的全上海。
3月23日，上海十万市民举行集会，陈独秀在湖州会馆大会上发表演说，赞扬了工人阶级英雄壮举。陈独秀回到寓所不久，罗亦农来了。陈独秀写信请他去环龙路二十六号见吴稚晖，信上说，我以人格担保，共产党不会在上海成立工人专政政府，希望吴稚晖不要为右派谣言所动。
陈独秀对率先打入上海的东路军第一军第一师师长薛岳印象很好，想掌握薛岳，对付蒋介石。在当晚特委会上，陈独秀说：“我们可以做些工作，留薛岳军队在上海，团员、共产党员可以参加薛岳部队，缴获的枪械子弹，留下一部分，送一部分给薛岳部队。”两天后，白崇禧将薛岳调走，代之以刘峙。陈独秀气恼地说：“中国革命如不把代表资产阶级的武装打倒，中国就不想要革命。”这时，传出右派军队可能来缴枪，陈独秀和周恩来、罗亦农等人商量，说：“如果右派军队来缴械，我们就与之决斗。”并建议调百余名干部加强上海工人纠察队。
上海暴动取得胜利后，陈独秀受无产阶级胜利的鼓舞，写文大谈革命将“行向社会主义”（4月6日《向导》周报一九三期）。他满怀希望地写道：
中国国民革命之前途，只有两条路，（一）是由工农及其他被压迫剥削阶级之手实现国民革命而行向社会主义，（二）是由资产阶级之手联络一切反动势力，在国民革命的假招牌之—卜，回复到帝国主义的统治……我们以为中国国民革命成功后的经济建设，在主观上在客观上，都不必采用私人资本主义为全社会主要的生产制度，而可以采用国家资本主义以过渡到非资本主义的国家工业，即是行向社会主义的社会……只有在工农及其他被压迫剥削阶级革命的国家而采用国家资本主义，才能够由此过渡到非资本主义的社会主义的经济建设。
这是继广东商团叛乱、五卅运动之后，陈独秀第三次看重无产阶级的力量，与1923年两篇看重资产阶级力量，已截然不同。
曼达良、纳索诺夫和阿尔布列赫尔认为这次暴动成功，顺理成章。这年5月21日，他们在莫斯科写关于蒋介石政变的书面报告说：“3月起义是在胜利有十分之九的把握的情况下发生的。”
维经斯基在1930年写文章，认为上海的起义客观上是在帮助蒋介石拿下上海：“这些起义必然帮助蒋介石取得胜利，而蒋介石却将要到上海来，镇压革命了。”他事后认为，上海的起义，是中国共产党推行机会主义策略的一个典型。因为民族改良资产阶级已经准备投降，“却仍把赌注下在小资产阶级的武汉政府和资产阶级代表蒋介石发生的矛盾上，而没有独立地去组织自己的力量，即独立地组织工人阶级和农民。”
蔡和森在《论陈独秀主义》中也说：“在上海工人三次暴动中实行‘帮助资产阶级夺取政权，工人阶级只要政治自由’的孟塞维克策略。”
上海暴动胜利后，自3月22日到4月3日，在上海大学任教的蒋光慈用了半个月时间，写了近六万字的《短裤党》（小说）。蒋光慈酝酿小说时，和即将去武汉的瞿秋白商讨了《短裤党》的名字，并安排了小说的大略章节内容。《短裤党》一开始写道：
就在“阴云漫布着黑的阴影”的时候，T路W里S号一楼一底的房子里，正秘密地召开一个紧急会议。三十余人挤在一个小房间里，谁也不敢大声说话。不到三十岁的“蓄了胡子”的会议主席林鹤生简单说了一下会议的意义后，二十几岁的工人领袖史兆炎便作起了报告。他说，“北伐军已到了松江了”，“上海的工人应当起来为国民革命的领导者”，“我们应当响应……”
林鹤生即汪寿华，“史兆炎”即赵世炎。