1924年初，到广州投考黄埔军校，因路途遥远，黄埔军校考试已过，他持老同盟会员李筱亭的信函见孙中山，经孙中山面试合格，被破格批准入黄埔军校第二期步兵队学习。由于学习刻苦，品学皆优，曾受到孙中山“全校学生要以德铭为学习楷模”的表彰。1924年底加入中国共产党。1925年2月，任东征学生军侦探长，率学生军60人参加讨伐陈炯明的战斗中，机智勇敢，多次化装潜入敌营侦察敌情，为夺取战役胜利作出了贡献；3月被周恩来函调到海陆丰帮助训练农民自卫军；6月于军校毕业，留校任政治部组织科科员；8月国民党右派杀害廖仲恺，在全校师生闻讯举行的声讨大会上，发表了慷慨激昂的讲话；11月叶挺独立团在广东肇庆成立，任该团二营四连连长，随部队在广东西江、高要、广宁一带反击地主武装，帮助当地成立农会，开展农民运动。1926年5月，独立团担任北伐军先锋，从肇庆出发挺进湖南，6月初，卢德铭率部坚守安仁县城以北的渌田镇，不仅打垮了进攻之敌，还主动发起反击，全歼残敌，为主力部队夺取攸县创造了有利条件，受到叶挺的称赞。在平江、汀泗桥、贺胜桥等战斗中，卢德铭指挥果断，身先士卒，英勇奋战，屡建战功，晋升为第一营营长。有诗赞道“血战两桥敌胆惊，四连直捣武昌城。铁军个个英雄汉，多次冲锋有德铭”。攻克武昌后，独立团改编为第73团，卢德铭任参谋长。1927年6月，国民革命军第二方面军总指挥部在武昌成立警卫团（即武汉国民政府警卫团），卢德铭受中国共产党委派担任团长。他深感责任重大，决心一切听从党的指挥。此时，“马日事变”后的湖南一片血雨腥风，大批共产党员和革命群众遭到屠杀，为了保存革命力量，上级党组织把在湖南工作的一批领导骨干陆续转移到武汉。卢德铭利用职务之便，将宛希先、何挺颖、何长工等人安排在警卫团担任各级干部，既保存了革命力量，又加强了中国共产党对这支部队的领导。
1927年8月1日，周恩来、贺龙、叶挺、朱德等在南昌举行武装起义。(www.gs5000.cn)当日深夜，警卫团收到两封电报：一封为南昌起义的周逸群发来的，召唤速往南昌参加起义；另一封为军阀张发奎发来的，命令星夜出发赶到九江待命。他当即和团参谋长韩浚、团指导员辛焕文研究，响应南昌起义，同时利用张发奎的调令将部队带走。8月2日，他率领警卫团2000余官兵乘船东下，前往江西南昌参加起义。因九江敌人布防，改在湖北阳新县黄颡口登陆，沿武宁、靖安向南昌进发。当部队到达南昌附近的奉新县时，得知起义部队已南下，未赶上南昌起义。张发奎部队正在前面堵截，警卫团与南昌起义部队联系中断，要想顺利与起义部队会合已不可能时改变计划，将部队带到湘鄂赣三省交界的修水休整待命，同时设法与湖南、江西省的中共党组织取得联系。部队到达修水后，与中共湖南省委负责人夏曦取得联系，受夏曦之命与辛焕文、韩浚赶往南昌起义部队参加指挥战斗。途经武汉时，找到了当时党留在武汉的主要领导人向警予，并汇报了情况，向警予请示中央后，否定了夏曦的意见。第二天，受向警予指令返原部队，在农协干部护送下经高安返回修水，参加毛泽东同志领导的秋收起义 。
1927年9月9日，卢德铭率领警卫团参加毛泽东领导的湘赣边界秋收起义，部队改编为工农革命军第一军一师一团，任工农革命军第一军第一师师长、中共湖南省委前敌委员会委员（毛泽东任前敌委员会书记），并任起义部队总指挥。当天，率起义部队一团从修水西门出发，到渣津一带宿营。10日攻下朱溪厂，越过修水、平江边界，打下了平江的龙门厂。11日路过金坪攻打长寿街时，腹背受敌，情况危急。为保存革命实力，他反对硬拼，当即组织反击，然后安全撤退，带领一团向浏阳转移。起义部队原计划夺取长沙，后因敌强我弱、力量悬殊，各起义部队先后遭到挫折。师长余洒渡（后脱党）顽固坚持“取浏阳直攻长沙”的错误意见。卢德铭坚决支持毛泽东改变攻打长沙的作战计划，和向罗霄山脉中段进军的正确主张，积极支持起义部队上井冈山，认为再攻长沙就有全军覆没的危险，对于会议统一思想起了重要作用。会议上经过激烈争论，最后通过了毛泽东的正确主张。20日中国工农革命军在毛泽东领导下，由浏阳文家市出发，开始向井冈山进军，部队经桐木、小枧，22日到达萍乡芦溪宿营。23日拂晓，部队刚从芦溪更田村宿营地出发，江西军阀朱培德部队江保定保安特务营，和江西第四保安团便从萍乡赶来尾随追击，部队行进在离开芦溪15华里的山口岩时，后卫第3团遭敌军数路夹击，由于仓促应战，部队损失很大。为掩护部队前进，他挺身而出，毅然从前队折回，带领一个连抢占路旁高地阻击敌人，同时指挥被打散的第3团官兵迅速向前卫部队靠拢。就在这时，一颗子弹击中他的右胸。年仅22岁的卢德铭、指挥部参谋胡景玉及40余名红军战士英勇牺牲。毛泽东痛惜不已：“还我卢德铭！给我3个师也不换”。
卢德铭是优秀的无产阶级先锋战士，是人民军队的早期出色军事指挥员，英勇善战，在部队中享有很高的威望。他短暂的一生，是革命的一生，战斗的一生。1996年9月，中共四川省自贡市委、自贡市人民政府将仲权地区革命先烈陈列室和卢德铭烈士纪念碑确定为爱国主义教育基地，并将自贡市自流井区仲权镇中学命名为德铭中学。1982年，为了纪念年仅22岁的秋收起义部队总指挥，江西省萍乡市芦溪县在卢德铭牺牲地修建了卢德铭烈士革命陵园。1987年，江西省政府批准卢德铭烈士陵园为全省重点烈士纪念建筑物保护单位。1995年4月列为江西省萍乡市爱国主义教育基地，2004年被评为江西省爱国主义教育基地先进单位。芦溪县投资1800万元人民币，对卢德铭烈士陵园进行改扩建后占地1000亩，包括秋收起义纪念陈列馆、卢德铭烈士墓、无名（烈士）英雄纪念碑、浮雕文化墙及诗碑林、烈士群雕园、秋收起义芦溪战役光电演示水幕、西北南三处门楼围墙、游客服务中心、大巴和小车两处停车场等工程。在秋收起义80周年纪念日前夕的2007年9月8日，解放军总参谋长杨得志上将题写的“卢德铭烈士纪念碑”正式揭牌，供人们瞻仰。
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