１９３０年４月,，柳直荀受命到洪湖革命根據(jù)地工作，任紅二軍團(tuán)政治部主任,、軍團(tuán)前敵委員會(huì)委員兼紅六軍政委,。１９３１年３月，紅二軍團(tuán)改稱紅三軍,，柳直荀任紅三軍政治部主任和前委委員,。他與賀龍、段德昌等同志率部隊(duì)打退了敵人的多次圍攻,，使湘鄂西革命根據(jù)地得到了鞏固和發(fā)展,。

１９３１年６月，中共鄂西北臨時(shí)分特委成立,，柳直荀任特委書(shū)記兼房縣縣委書(shū)記,。此后，柳直荀先后受命組編紅二十五師,、鄂西北獨(dú)立團(tuán),、洪湖獨(dú)立團(tuán),，后合編為紅八師，柳直荀均兼任政委,，為鞏固和發(fā)展革命根據(jù)地做出了巨大貢獻(xiàn),。

在此期間，黨內(nèi)和根據(jù)地內(nèi)“左”的錯(cuò)誤方針和政策發(fā)展起來(lái),，柳直荀因堅(jiān)決反對(duì),，于１９３２年春夏間被撤銷了在黨和紅軍中的領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)。１９３２年９月,，柳直荀遇難犧牲,，時(shí)年３４歲。１９４５年４月,，中共中央給柳直荀平反昭雪,，追認(rèn)為革命烈士。

１９５７年５月１１日,，毛澤東復(fù)信柳直荀夫人李淑一,，并附《蝶戀花·答李淑一》詞一首，“我失驕楊君失柳,，楊柳輕飏直上重霄九”,，表達(dá)了毛澤東對(duì)柳直荀的懷念之情。