1965年5月至1966年冬任中共中央中南局第三书记。1967年11月任广东省革命委员会筹备小组成员。1968年2月至1974年3月任广东省革命委员会副主任。是中共第八届、第九届、第十届中央委员。1974年3月21日在广州因病逝世。同日，中共广东省委秘密散发了《中国共产党广东省委员会号召暴动宣言》，指出：“十一月十七日张发奎在广州的军事行动，开始了全广东的流血战争，新的反革命政权又向工人阶级进攻。”“这个军事行动，不是为民众利益的民众暴动，但这仅仅是一派军阀攻击另一派军阀──蒋介石、张发奎、黄琪翔一派白色军阀，攻击二派敌对的军阀李济深、黄绍竑及南京军阀──是大广东主义攻击大广西主义。”《宣言》号召：“工友们，农友们，兵士们，下级军官们，学生们及一切贫民们！联合起来反对共同的敌人！”工农群众进一步行动起来。
张太雷多次召集教导团党员骨干唐维、王侃予、李云鹏等人举行秘密会议，具体商议起义的部署问题。事后，他们将会议内容转告叶剑英，听取他的意见。当时，白色恐怖笼罩着整个广州城。张太雷把个人的安危置之度外。在决定发动广州起义后的半个多月中，他废寝忘食，日夜在大街小巷奔忙，不是到基层发动群众，组织群众，就是在秘密机关主持会议，为准备起义进行紧张工作。
就在省委决定发动广州起义不久，在一个星期天的中午，张太雷打扮成一个洋行工人的样子，从容地来到停泊在白鹅潭的一艘小小邮政船上，在帝国主义者的鼻尖下召开了秘密的广州工人代表大会的负责人会议，传达和部署了起义有关决定。这时，船上已聚集了沈青、梁祖贻、何振武、王强亚等30多人，大家一看到张太雷，都为他的安全捏着一把汗。张太雷兴奋而又热情地说：“同志们，报告大家一个重要消息。”同志们立即围拢过来。张太雷接着沉着地低声宣布：“党决定在广州举行武装暴动！”大家听了要在广州举行起义，都非常高兴。张太雷接着说：“同志们！咱们忍耐够了！国民党反动派太狠心，上海杀不够，又在广州开刀，难道我们就一天天背着手等着倒霉吗？不！共产党不是泥巴捏的，那么好欺负！现在你们都知道，毛泽东同志在湘赣边界领导了秋收起义，打得多热闹！多痛快！真是了不起，世界都像翻过来了！”他又说：“暴动是个大事情，同志们一点也急不得，省委决定从现在起，积极进行准备工作，什么时候准备好，就什么时候动手干！”他讲话时，激昂有力，感情充沛，充满自信心。大家听了张太雷的讲话，十分兴奋，恨不得立刻揭竿而起。最后，张太雷和大家一起，具体商量了关于起义的各项准备工作。
加紧对张发奎军队做争取工作，是夺取起义胜利的一项重要保证，大家对此极为重视。张太雷来到财政厅门前附近的一条巷子、党的一所地下联络站里，召集了教导团骨干李云鹏、王侃予、唐维等人举行秘密会议，进行发动。他分析了国内的革命形势和党的政策，说：“我们应该走十月革命的道路，领导武装起义，建立苏维埃政权。”他还把党关于发动广州起义的决定告诉他们。并说：“粤桂军阀之间的矛盾太大，现在顾不得对付我们，我在街上走，也没有人干涉我嘛！第四军陆续调到前线，广州兵力很薄弱，这是我们起义的极好时机。”大家听了张太雷的报告后，积极赞成起义。此后，张太雷在这里还连续召开过四五次会议，具体商议起义的部署问题。
12月4日，张太雷代表省委于黄花岗召集教导团和黄埔军校特务营等单位的200多名党团员积极分子开会，动员大家做好暴动准备。与此同时，省委通知全省各地党组织，准备发动农民起义，与广州起义配合。并相继派出了张善鸣、阮啸仙、赵自选、周其鉴、黄谦、潘兆奏、吴勤等人分赴省内各地组织农民武装，准备配合广州起义；又加强与彭湃率领的海陆丰农民起义军的联系，要他们尽快向惠州方向移动，以便与广州起义呼应，争取与广州迅速连成一片。彭湃（1896－1929），原名彭汉育，1896年10月22日出生在广东省海丰县一个地主家庭，中国共产党早期领导人之一，被毛泽东称为中国“农民运动大王”。1917年彭湃就读于日本早稻田大学政治经济科；留日期间俄国发生了1917年十月革命，日本发生了大米风潮，中国发生了五四运动等第一次世界大战后一系列重大事件，彭湃因参加反对日本瓜分侵略中国的集会游行曾被日本警察殴伤并被列入黑名单。
1921年夏，彭湃回国。应海丰当地学生联合会学生的请愿，主政广东的陈炯明责成海丰县长任命彭湃出任海丰县教育局局长。1922年夏，由于组织学生游行庆祝“五一”劳动节，彭湃被撤去海丰县教育局长职务。此后他开始从事农民运动。1923年元旦，彭湃领导成立海丰县总农会，并当选为会长，时会员达2万户，农会人口有10万人，约占全县人口的四分之一。海丰农会发展迅速，并扩大至惠州地区及广东全省，同年5月广东省农会成立，彭湃被推选为广东省农会执行长。
1923年夏，海丰台风受灾，造成农业大损失，农会提出减租70%等意见；遭到当时的县长等拒绝，并与陈炯明部下一起解散农会，抓捕通缉农会骨干。1924年由于农会与国共两党愈益密切的关系及越发明显的政治倾向，加上地主宗族的庞大压力，陈炯明最终直接下令解散农会禁止其活动，彭湃将农会骨干人员转入地下活动，到广州投奔孙中山，参加第一次国共合作，以个人身份加入国民党，出任国民党中央农民部秘书。他提议农民运动的实施方案，被国民党中央执行委员会通过。同年6月30日，国民党中央执委会根据彭湃的提议，决定开办广州农民运动讲习所（农讲所），彭湃担任第一届和第五届农讲所主任。彭湃在创办主持农讲所期间完成了《海丰农民运动报告》，在国民党中央农民部主办的《中国农民》上连载，后改名为《海丰农民运动》。
这本书是中国共产党最早的一部农民运动著作，对后来毛泽东写的一系列关于农民问题的文章包括《湖南农民运动考察报告》，也产生了重要的影响。1925年2月、9月，许崇智、蒋介石、周恩来率领以黄埔军校校军为主力的孙中山部发动两次东征，最后击溃陈炯明的部队，海丰县农会于1925年3月恢复。1927年4月底，中国共产党第五次全国代表大会在武汉召开，彭湃当选中央委员。7月2日，汪精卫武汉政府宣布解散共产党机关之后，彭湃参加南昌起义前敌委员会，参与领导南昌起义，失败后随军南下广东。10月，发动海陆丰暴动，占领海丰、陆丰两县。1927年11月21日，成立海陆丰工农兵苏维埃（工农兵民主政府），为最早的中国苏维埃地方政权，形成割据势力。制定和颁布了《土地革命法规》，主张“一切田地归农民”，实践“耕者有其田”。
1928年2月29日，苏维埃政权被政府军击溃，彭湃率领余部撤至大南山地区。同年10月，受上海的中共中央指令，彭湃离开广东，绕道香港转往上海。1928年7月，彭湃在中国共产党第六次全国代表大会上当选为中共中央政治局委员，同年底任中共中央农委书记兼江苏省军委书记。1929年8月24日，由于叛徒出卖被捕。8月30日被国民政府淞沪警备司令部秘密枪杀于上海龙华刑场。
此外，省委还通知正在湘粤边界活动的朱德、陈毅率领的一部分南昌起义部队赶紧南下，准备参加广州起义。
12月5日，中共中央致信广东省委，同意广州暴动的计划；并说：如有可能，即当由群众自动召开工代会，造成“第二政府”之局势。自然应当尽量扩大群众的斗争，以达此目的。工代会应当成为群众斗争之公开指导机关，成为发动暴动的机关。四郊农民斗争起来之后，即可加派代表进工代会；兵士的革命群众开始斗争以至发动反抗时，亦加派代表入工代会。使工代会变成工农兵代表会。
中央批准了广州起义的计划后，张太雷的工作更忙了，他经常通宵达旦，眼睛也熬红了，人也累瘦了，舌敝唇焦。然而，当他出现在同志们面前时，仍是那样神采奕奕，谈笑风生。起义的准备工作在积极进行着，为了研究起义有关的重大问题，12月6日上午，张太雷在沙面西桥附近的调元街党的地下联络站召开一次省委常委紧急会议，除张太雷外，还有恽代英、杨殷、吴毅、周文雍、陈郁、何振武等人参加。
会议首先讨论关于起义后成立广州苏维埃政府时各部门的人选问题。接着，讨论并通过关于起义的政纲、苏维埃宣言、告民众书等等问题。后来会议就起义力量的部署以及军事行动问题进行了热烈的讨论。当时，就如何对付盘踞沙面的帝国主义和驻扎在珠江南岸的军阀李福林部队，会上有两种意见，有的主张同时攻打沙面租界和珠江南岸的李福林部队；有的则主张以攻市区为主。张太雷细心地倾听着每个人的发言，等大家充分发表意见后，才发表自己的意见说：一口把敌人统统吃掉，干净爽快，当然是好，然而，我们要策略一点，要量力行事，一开始就全面铺开，我们自己的力量顾不过来，不如先打下江北市区，然后暂时按兵不动，把李福林麻痹住，把沙面的敌人麻痹住。待时机一成熟，我们就把他们再吞掉。大家觉得他的意见很好，表示同意。
12月7日，张太雷秘密主持召开了工农兵代表大会，正式决定12日起义。在这次大会上，张太雷发表演说，高度评价了教导团和警卫团这两支武装力量，他说：“苏联十月革命，首先有列宁格勒的两团士兵同情工人，后来影响了帝俄在前方作战的部队，终于取得革命成功。今天我们起义，也有两团士兵同情我们，如果打响之后，能够影响军阀们在梧州混战的部队，我们也有可能完成革命任务……”张太雷在会上宣读了起义政纲、口号，并逐条解释、通过。当他谈到政纲中“取消劳动者一切税捐、债务和息金（取消年底还账）、没收当铺，将物品无报酬地转给劳动群众”一条时，再三强调它的重要意义，说：“只要我们起义成功，这一条在广州就可以马上实现，这样，它可以把中国共产党领导的起义是为了劳苦大众，就立即以事实宣告于天下。”会上，张太雷还阐述了革命纪律。他语重心长地说：“现在要起义了，行动统一很要紧。”最后，会上选举通过了广州工农兵代表会议的执行委员名单。
12月8日，省委检查了起义的全面准备情况、敌我力量以及当前起义的有利条件后，再次向中央报告；并决定将省委全部迁移，香港只留一交通处，由张善鸣及沈宝同负责。