1927年由蒋光慈、钱杏邨、洪灵菲等在上海创办了革命文学团体《太阳社》，刘一梦是《太阳社》的主要成员。同时也是这个文学团体内党的负责人之一。当时他常以“一梦”、“大觉”为笔名发表文章，抨击社会的黑暗和反动当局的统治。他曾出版过短篇小说集《失业之后》，在这些作品中，他描绘了工农群众在旧社会里被压迫被剥削的非人生活及其反抗和斗争，塑造了众多的被压迫者和革命者的形象，受到鲁迅先生的好评。他是二十年代末涉足文坛的革命作家。

1928年刘一梦由中共中央派往山东任团省委书记，经常活动在济南、青岛一带。因当时经费困难，他曾在饭馆当过跑堂，拉过洋车。1929年初，团省委利用《济南日报》星期刊，办了一个名叫《晓风》的周刊，借以宣传共产主义思想，揭露反动当局的黑暗统治，成为团省委的战斗号角。不久被叛徒王天生、王复元发觉，他们暗中派人跟踪，逮捕了1名《晓风》送稿人叫韩大华的，从韩的口中又得知刘一梦的联系人李天钧，李被捕叛变。1929年4月李天钧暗引敌人抓捕了刘一梦。

刘一梦在狱中受尽敌人严刑摧残，但他坚贞不屈。同敌人顽强斗争。国民党反动当局妄图诱他自首，他横眉冷对敌人说：“你们看太阳是从哪边出来的！”表现了共产党员宁死不屈的革命气节。

1931年4月5日，刘一梦和刘晓浦等22名同志在济南纬八路侯家刑场英勇就义。