1933年5月，兼任闽赣省苏维埃政府财政部部长。
1934年9月，兼任国民经济部对外贸易总局局长。
1934年10月，毛泽民作为中华苏维埃共和国国家银行行长随中央红军参加长征，并担任中央纵队第十五大队政委，兼没收征发委员会副主任，负责筹粮、筹款和全军在长征路上的粮草供给工作。
1935年7月，任中央红军总供给部副部长。
1935年11月，长征到达陕北后，任中华苏维埃工农民主政府国民经济部部长。
1937年4月，他赴上海执行特殊财政任务，支取、兑换、转运国际友人支援中国人民抗日斗争的巨额援助。
1938年2月，受党中央派遣，毛泽民化名周彬，与邓发、陈潭秋等同志在新疆从事统战工作。
1942年9月17日，毛泽民和陈潭秋等共产党员被反动军阀盛世才逮捕。在狱中，毛泽民坚贞不屈，视死如归，义正词严地回答：“决不脱离党，共产党员有他的气节。”“我不能放弃共产主义立场!”
1943年9月27日，毛泽民与陈潭秋等共产党员被敌人秘密杀害，时年47岁。
