1920年，赴法勤工俭学的热潮已在全国各地掀起。湖南在毛泽东的倡导和组织下，也去了一大批。任弼时也想到法国去，但错过了机会，最后，他和同学萧劲光决定去俄国。毛泽东也曾想到俄国去，可由于各种原因，最终没有去，而他却积极支持任弼时去。当时，毛泽东在湖南第一师范附属小学任主事。毛泽东热情接待了任弼时，并告诉他，关于他和萧劲光去俄国学习的事，已经写信与上海方面联系好了，可以启程。
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此后，任弼时赴俄学习，而毛泽东在国内投入到了风起云涌的斗争里。
1924年，任弼时回国，参加团中央工作，先后任团中央组织部长、代理书记、总书记。
1926年，任弼时离开上海，代表团中央去苏联参加少共国际代表大会。蒋介石发动四一二反革命政变后，任弼时从苏联回国，到了武汉。这时，毛泽东也在武汉，分别多年的同乡、校友再次相遇。任弼时和毛泽东交流了上海和湖南工农运动方面的情况。
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1927年8月7日，在汉口旧俄租界三教街41号楼3楼上的一位俄侨家里，举行了一次特别的“酒会”，这就是着名的“八七会议”。毛泽东在会上提出了“枪杆子里面出政权”的着名论断。任弼时十分兴奋，他发言表示完全支持毛泽东的主张，说共青团是党的助手，我代表团中央拥护党的决议。会议只开了一天，夜色中，任弼时与即将赴湖南的毛泽东握手告别。
1931年3月，党组织派任弼时到毛泽东、朱德领导创建的中央革命根据地，任中共苏区中央局委员兼组织部长。
