１９２９年１月，朱云卿率领红三十一团随红四军主力进军赣南闽西，开辟新的革命根据地，在大柏地、长岺寨等重要战斗中率部担任主攻任务。同年３月，他调任红四军参谋长。同年年底，朱云卿参加古田会议，坚定地支持毛泽东的正确意见。
１９３０年６月，朱云卿任红一军团参谋长，８月，任红一方面军参谋长。１９３０年底，在中央革命根据地第一次反“围剿”的龙冈战斗中，朱云卿协助毛泽东、朱德制定计划，部署部队，指挥作战，对全歼张辉瓒师、取得第一次反“围剿”的胜利起了重要作用，毛泽东称赞他为“得力助手”。
１９３１年春，朱云卿因劳累患重病住进江西省吉安县东固医院治疗，５月２２日，在医院被国民党军杀害，年仅２４岁。
１９８３年，朱云卿被中共中央军委列入１９３位对中国革命做出杰出贡献的军事人物之一，载入《中国大百科全书·军事》卷。朱云卿故居于１９８７年１１月被梅县人民政府定为县级重点文物保护单位。２０１２年，朱云卿故居被重新公布为梅江区文物保护单位。
