8月15日，邓演达秘密抵达莫斯科。应共产国际和苏联共产党的邀请，8月17日，邓演达作了《中国革命最近的严重局势之由来》的报告。在他看来，左派的最大缺陷，“就是由始至终无一个主要的具体的政纲”，“左派始终未曾准备和决心与右派决斗”，“太讲究上层的外交工作而不注意下层的充实工作”，“不努力于革命的武装力量的组织”。他后来组织领导的“第三党”斗争就是针对这四个方面着力加强的，成为“第三党”的鲜明特色。 　

　应莫斯科中山大学的邀请，邓演达又为全体学生作了题为《中国的政治状况及今后的出路》的报告。邓知识渊博，给当时在中山大学学习的盛岳(“二十八个半布尔什维克”之一)留下了极深的印象。邓演达严厉谴责蒋介石和武汉领导集团，同时也指责共产党。听众中的一些共产党员被触怒，于是用开闭电灯和脚跺地板来进行报复。盛岳回忆：“当我们在1927年9月初回到学校时，邓为我们写了一份文笔流畅的书面报告。学校把它印发给各学习小组(每班分成若干小组)进行讨论。讨论的中心问题，是国民革命同阶级斗争之间的关系——当时中国革命生死攸关的问题。” 　　

在莫斯科，邓演达成为托派与斯大林派的争取对象，双方都希望邓演达以大革命见证人的身份为自己提供有利的论据。中共旅俄支部派人与邓演达晤谈，争取他加入共产党，被他拒绝。1927年冬的一天，邓演达和斯大林会面。据宋庆龄和邓演达在莫斯科时候的秘书章克回忆，在谈话中，斯大林开口就说：“中国革命是因为指导者的路线错误而失败。我们要中共指导者陈独秀休息，不要再参与工作。苏联和共产国际支持你加入共产党，成为新共产党的领导者。”邓演达委婉地拒绝说：“我不是共产党，我是国民党。但是，我希望中国能走上社会主义道路，而不是资本主义道路。”从晚上8点一直谈到凌晨2点，由于他们对农民与中国革命、国共合作以及苏联农业集团化对中国的适用等问题观点不一致，最后斯大林说“以后有时间再作研究”，两人没有达成任何协议。斯大林把邓演达送到门口，但是，从此对邓就有了成见——他在自己的提议不被采纳时一贯如此。 　　

作为在莫斯科的三个国民党左派领导人之一(另两位是宋庆龄和陈友仁)，邓演达公开表示：中国革命者应该同苏联保持亲密的同盟关系，而不是从属关系；中华民族要自求解放，共产国际只能提供友谊上的赞助，断不能将中国解放的任务完全听由共产国际摆布。国际共产主义运动的干预只会破坏中国革命，只会无限期地延长中国的痛苦。邓演达的意愿，是恢复“真正国民党左派”领导，联合共产党等革命势力，继续努力实现国民革命的未竞目标。 　　

对此，俄共中央局政治委员布哈林说：“自1917年后，世界只有共产主义革命，更没有国民革命。”邓演达受到苏俄的讥笑和冷酷的批评，在莫斯科，邓演达已很难有所作为。他的一些好朋友也从内部获悉，斯大林可能会对他作出不利行动。据说斯大林“命令逮捕邓演达，把他干掉”。这类事在当时的苏联并不少见。当时正值斯大林与托洛茨基、季诺维也夫等反对派的斗争白热化，曾因发表过《孙文越飞宣言》而名闻遐迩的著名外交家越飞，因不堪政治上日益加剧的压力自杀身亡。曾深得孙中山器重和信任的鲍罗廷，也在这场斗争中成了中国大革命失败的“替罪羊”，失去了行动自由。 　　

9月6日，宋庆龄乘火车抵达莫斯科，受到苏联外长李维诺夫、苏联驻中国大使加拉罕、莫斯科中山大学学生，以及新闻记者的热烈欢迎。她发表书面声明说：“孙中山去世了……在他去世以前，他要我替他访问莫斯科，所以我这次是代表他……我们确信在未来的斗争年月中，苏联人民必将继续给予我们援助。”然而，在此后的日子里，宋庆龄的“苏联人民必将继续给予我们援助”的“确信”，并没有得到苏联政府的积极回应。