1925年，在全國大革命風暴沖擊下，馮玉祥傾向革命，季振同深受影響。1926年馮玉祥“五原誓師”后，季振同隨國民軍參加北伐戰(zhàn)爭。1927年4 月，蔣介石叛變革命后，馮玉祥又同蔣介石合作，季振同雖在思想上不能理解，但仍在馮玉祥部任國民黨軍第2集團軍手槍旅旅長。1930年4月，蔣馮閻爆發(fā)新軍閥混戰(zhàn)，后閻錫山、馮玉祥戰(zhàn)敗，殘部被蔣介石改編為國民黨軍第26路軍，季振同任該路軍第25師第74旅旅長。

　　1931年1月，第26路軍被調(diào)往江西“圍剿”紅軍。季振同早就對蔣介石的反動統(tǒng)治不滿，懷念國共合作時期同共產(chǎn)黨人的交往，曾暗中設(shè)法尋找共產(chǎn)黨。 “九一八”事變后，季振同積極主張北上抗日，反對蔣介石的“攘外必先安內(nèi)”的政策。在江西“圍剿”紅軍的過程中，逐步認識到只有跟共產(chǎn)黨走才有出路。他曾公開倡儀致電蔣介石，要求北上抗日，遭到嚴厲訓斥。1931年10月，第26路軍參謀長趙博生加入中國共產(chǎn)黨后，中共第26路軍特別支部積極做季振同、董振堂的工作，投奔紅軍已成為他們之間的公開話題。經(jīng)過縝密準備，季振同、趙博生、董振堂等于同年12月發(fā)動了著名的寧都起義，率領(lǐng)第26路軍17000余人參加中國工農(nóng)紅軍。起義部隊被編為紅軍第一方面軍第5軍團，季振同任軍團總指揮，肖勁光任軍團政治季員。1932年1月，經(jīng)朱德，周恩來介紹，季振同加入中國共產(chǎn)黨。紅5軍團建立后，在季振同和肖勁光等指揮下，認真學習政治理論，加緊整頓和訓練，使部隊很快即轉(zhuǎn)變成為一支黨領(lǐng)導下的新型人民軍隊。

　　1932年3月，當紅軍第1、第3軍團攻打江西省贛州受阻后，第5軍團奉命增援，季振同、肖勁光指揮所部迅速趕赴贛州，同紅3軍團一道組織了第四次爆破和第五次攻城戰(zhàn)斗，給第1、第3軍團攻部隊以有力支援，并使之順利撤出戰(zhàn)斗。4月，紅5軍團與紅1軍團組成東路軍，參加東征福建漳州戰(zhàn)役。7月率部在水口大敗廣東軍閥陳濟棠部，曾受到中央軍委嘉獎。

　　1932年8月，黨內(nèi)“左”傾機會主義者搞肅反擴大化，誤將季振同定為反革命分子，被捕判刑，1934年10月，被錯殺于江西省瑞金縣葉坪鎮(zhèn)，時年33歲。

　　1978年12月中共第十一屆三中全會后，平反昭雪，恢復(fù)名譽。