1908年3月16日，卢冬生出生于一个雇农家庭。其父亲是煤矿工人，母亲在家靠租种地主几亩土地生活。由于家庭贫穷，卢冬生7岁就离开家乡，到湘乡二都柳树铺当了牧童。10岁那年，父亲送他到湘潭十三总老王泰厂当钢行学徒工。

1925年春节后，卢冬生到衡阳唐生智第四师当兵。唐生智第四师改编成国民革命军第八军后，出师北伐，卢冬生随军来到武汉。

1927年春天，卢冬生遇见了特务营营长陈赓。此时的陈赓已是有5年党龄的共产党员，在黄埔军校时他曾是唐生智弟弟的上级。陈赓了解到卢冬生出身贫苦，为人憨厚，忠实可靠，遂调他到营部担任警卫员。

特务营有4个连，兵员充足，装备精良。战士大多来自安源煤矿，不少是共产党员、共青团员。陈赓利用每次出操点名的机会，向战士们宣传共产党的主张和革命道理，卢冬生深受影响，日益倾向进步。

那时，卢冬生常随陈赓到中共中央军委机关驻地，因而认识周恩来等著名共产党员。从他们那里，他接受了许多革命道理，意识到共产党和国民党是截然不同的。卢冬生的思想发生了飞跃，从只希望扛枪找个人出路，转变为明白了为人民掌握枪杆子的道理。随着蒋介石集团叛变革命，武汉地区国民党右派活动越来越猖獗。5月连续发生夏斗寅叛变和马日事变，风声越来越紧。国民党新军阀何键部将机枪对准陈赓住所的门口，逼迫陈赓交出特务营。而中共内部的右倾机会主义分子步步退让，也主张交出特务营。陈赓被迫离开军队。卢冬生跟随陈赓来到武昌。7月下旬又追随周恩来、陈赓到了南昌，参加了八一起义。

南昌起义的枪声打响后，卢冬生随陈赓到了贺龙领导的第二十军第三师六团一营，陈赓接任营长，卢冬生任副官。三师的师长是共产党员周逸群，部队学生兵多，革命热情高。

8月5日，起义部队按计划放弃南昌，南下会昌，第三师是先头部队。8月20日晨8时，三师在会昌城外与敌钱大钧部短兵相接，一营冲在最前头，一口气攻下了3个山头。但是因友邻部队走错了路，未能及时从两翼发起攻击，三师陷入孤军奋战的不利局面。钱大钧派4个团堵截三师，激战4小时，三师仍未能打退敌人的进攻，弹尽援绝。下午1时，三师被迫后撤。

为掩护大家，卢冬生和陈赓走在最后，边打边撤。突然，卢冬生看到陈赓跌倒了，忙冒着弹雨冲到陈赓身旁，发现陈赓腿部受伤，血流如注，无法行走。于是，他立即抱着陈赓滚到山下的田沟里，帮助陈赓脱掉制服，包扎好伤口。这时，敌人已攻上山来。卢冬生照顾着陈赓在草丛里隐蔽，直到叶挺的部队反攻上来，他才和几个战士将陈赓抬到会昌城里。

从会昌到汕头，部队一路南下。一路上，卢冬生尽心照顾陈赓。到了大埔，组织上考虑前面全是陆路，行走困难，要求陈赓就地养伤。卢冬生一再表示，哪怕再累、再难也要把陈赓抬到汕头，陈赓也坚决要求随队行动。领导见卢冬生态度坚决，言词恳切，便同意了他们的要求。

9月24日，起义军到达汕头后，卢冬生陪陈赓住进城里外马路的博爱医院。这个医院是日本人开的。因为来看望陈赓的人很多，日本人知道他们是起义军的干部，态度很不友好。

9月30日汤坑战役失利，起义军连夜仓促撤出汕头。忙乱中，周恩来仍记挂着每一个同志，派人给陈赓、卢冬生送信。不料这位同志未找到医院，所以陈赓、卢冬生不知道撤退一事。