1919年，郭學云南下廣東參 加孫中山領導的隊伍，任粵軍第一師機槍連連長、學兵營連長。1922年隨軍北伐，攻克贛州后，以 軍功升任第一師獨立營長。6月，陳炯明在廣州叛變，北伐受到掣肘，部隊奉命回師，后粵一師被陳炯明收編，駐守和平，11月獨立營改為一師二團二營，任中校營長。

1923年1月，與二團團長卓仁機、三營營長張發(fā)奎在幡龍水起義，起兵討陳。2月，孫中山重建元帥府，4月4日，組建中央直轄粵軍第四軍，郭學云任第四軍參謀長。

1924年秋，第四軍奉命招撫兩陽。郭學云任前敵指揮，率部攻入陽江，接著收復陽春，以原職兼行營主任，率部回駐荻海。1925年孫中山逝世后，原大元帥 府改為國民政府，所屬軍隊改編為國民革命軍。第四軍改編后，郭學 云任第十二師參謀長。

1925年10月，十二師所屬第34團隨友軍參加第二次東征。不料 南路瓊崖軍閥鄧本殷又告叛變，新任第四軍政治部主任張善銘、第十 二師黨代表兼政治部主任王文明、旅長陳銘樞奉命率軍南征，召請郭 學云至江門商討軍機，調兵應敵。時第十二師師長梁鴻林以其兄梁鴻楷被政府扣押，于10月18日指揮所屬兩團嘩變。10月21日師部被第4軍獨立旅截留，他返抵師部〈荻海）時，師長梁鴻 林已辭職離開，于是流言四起，各團官兵心持兩端，軍心不穩(wěn)。他急 發(fā)電勸慰，苦口婆心申明革命大義，值第34團東征歸建，師部再行嘩變，他聞報，遂擬退至新昌，扼守待援，親督衛(wèi)士特 務連上船準備開拔，不料突遭變節(jié)的勤務兵槍殺于舟中，時在10月 24日，犧牲時年僅31歲。11月14日，國民政府追贈其為陸軍中將。