1921年6月，毛泽东接到关于召开中国共产党第一次全国代表大会的通知。6月29日下午6时，毛泽东、何叔衡在长沙乘船北上，经武汉转赴上海。在这第四次前来上海的途中，毛泽东与同学萧子升（萧三之兄）共处一个舱室，萧子升曾回忆：“那是最后一个夜晚，我们同床而睡，一直谈到黎明，毛泽东一直劝说我加入共产党，他说，如果我们全力以赴，不要一千年，只要30年至40年的时间，共产党就能够改变中国。”历史证明，毛泽东的预见非常准确。
7月上旬，毛泽东、何叔衡抵沪后，与从各地陆续到达的中共一大代表以“北京大学暑期旅行团”名义，借宿于上海白尔路389号（今太仓路127号）博文女校。博文女校校舍系3楼3底的石库门房屋，内外两进。正值暑期，中共一大代表有9人住在这里，楼上西厢房前间为毛泽东、何叔衡的卧室。李达曾回忆，“毛泽东同志在代表住所的一个房间里，经常走走想想，搔首寻思”“他是正在计划着回到长沙后如何推动工作，要想出推动中国革命事业发展的办法”。博文女校校长黄绍兰之女黄允中曾回忆：“那时我和母亲都搬到楼下住，我母亲不许我上楼去打扰他们，但那时我还不懂事，有时还偷偷上楼玩，记得我有一次走到毛主席住的房间里，毛主席叫我小妹妹，摸摸我的头，还给我吃糖。”
7月23日晚，中共一大在上海望志路106号（今兴业路76号）客厅召开。7月30日晚是第六次会议，原定议题是通过党的纲领和决议、选举中央机构，由于一个密探突然闯入，大家迅速分散离开，最后一天的会议转移到浙江嘉兴南湖的一条游船上举行。会议期间，毛泽东报告了长沙共产党早期组织的工作情况，因“长沙小组，宣传与工运都有了初步成绩。看当时各地小组的情形，长沙的组织是比较统一而整齐的”，给与会者留下深刻印象。当讨论到工人群众的组织形式时，毛泽东根据自己的实践和体会，赞同“我们的劳动运动总方针应该把整个工人阶级团结在一起，组织起来”。中共一大代表有多人在回忆时谈到毛泽东，如陈潭秋说：在会议中，毛泽东兼“任记录”；刘仁静说：毛泽东“十分注意听取别人的发言”；包惠僧说：“我同毛泽东是在第一次全国代表会议时才见面”“对他的印象是老成持重”“如果要说话即是沉着而有力量”。
