1923年，中共三大在武汉召开，两人都是代表，又见了面。会上，共产国际代表马林传达关于国共合作问题的意见后，张国焘提出反对意见，认为不应同国民党合作、更不应全面加入国民党。毛泽东作为湖南代表，在大会上发了言说：湖南工人数量很少，任何革命，农民问题都是最重要的。他还证明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，也不难形成广东的局面。
中共三大结束后，毛泽东取代张国焘，成为中央局秘书。当两人在办理交接手续时，张国焘说："润之，老头子(陈独秀)固执己见，家都给别人当了。建立革命联合战线，我是同意的。但是共产党员跨党加入国民党，这种做法就欠考虑。我们党处在刚刚发展期间，弄不好会被国民党融合完的。"
