广州起义纪念馆原是宣统元年清政府设立的警务公所，在民国时期改称为广东警察厅、广州市公安局。1927年广州起义军攻下了该处并在此成立了中国第一个苏维埃政权。
1927年，蒋介石、汪精卫相继叛变革命，大肆逮捕和屠杀共产党人。为挽救革命，反击国民党反动派的血腥屠杀，中国共产党继南昌起义、秋收起义之后，又计划发动广州起义。由于起义计划泄漏，形势危急，中共广东省委决定把起义日期从12月12日提前到11日。
12月11日，由省委领导发动，省委书记张太雷以及叶挺、黄平、周文雍、恽代英、杨殷、叶剑英、聂荣臻等具体组织指挥，国民革命军第四军教导团、警卫团，广州工人赤卫队、黄埔军校特务营和南海、花县、清远、广州市郊的农民武装等共6000多人，联合举行起义。在广州的苏联、朝鲜、越南的部分革命者及广州工人共约2万人也参加了起义。
当日凌晨3时30分，教导团全团集合誓师，由张太雷、叶挺作起义动员，宣布以“暴动”“夺取政权”为口令，随即打响了广州起义的枪声。参与起义的各路部队多路出击，进攻敌人各据点。经过两个多小时的激战，起义军民在天亮前占领了除第四军军部、中央银行等少数据点外的广州珠江北岸的大部分市区。当天上午，广州苏维埃政府在公安局原址宣布成立。
上午7时，广州苏维埃政府举行第一次会议，通过了一切政权归工农兵、消灭反革命、实行八小时工作制、增加工人工资、没收大资本家和地主财产、工业国有化、组织工农红军等决议和法规。广州苏维埃政府还发布了《广州苏维埃政府宣言》、《苏维埃政府告民众》等一系列文件。
起义爆发的第二天（12月12日），国民党反动派在英、法、日、美等帝国主义支持下，立即从各地调兵镇压起义。是日中午，省委书记、起义总指挥张太雷在前往西瓜园群众大会发表演说后偕共产国际代表到前线指挥作战，途中遇敌袭击，中弹牺牲。起义骤失指挥重心。黄昏时分，叶挺、聂荣臻前往财政厅楼顶观察战况，鉴于敌军已包围广州，建议指挥部组织撤退。当晚，指挥部决定撤退，起义军民匆忙撤出广州市。撤出广州的起义军，分别向东江、北江转移，继续参与革命斗争。
13日上午，敌军从四面进入广州。来不及撤退的起义军民继续坚守街垒， 浴血奋战，终因寡不敌众而失败。敌军入城后大举屠杀。广州市内尸骸遍地，血流成河。至19日止，遇难军民达5700多人。
广州起义具有不容否认的历史地位和意义。广州起义及以此为中心的广东各地武装起义，与南昌起义、秋收起义相比较，最突出的特点在于它第一次开创了城乡配合，工农兵联合举行武装起义的先例，并第一次公开打出“工农红军”的旗号。它作为“革命退却时的'退兵战'“，无疑是对国民党反动派叛变革命和实行屠杀政策的又一次英勇反击，充分表现了中国共产党前赴后继、英勇顽强和不怕牺牲的斗争精神。起义中建立的广州苏维埃政府， 是第一次在中国的大城市中，通过工农兵代表大会选举产生的，由中国共产党独立领导的完全新型的革命政权，“是中国无产阶级建立苏维埃政权之英勇的尝试”，被称为“中国的巴黎公社”。广州起义和南昌起义、秋收起义一起，使中国革命从此“进入了创造红军的新时期”。