10月初，俞作柏、李明瑞发动讨蒋战争失败，广西形势突变。10月8日，党派雷经天返右江布置起义准备工作。10月下旬，邓小平、张云逸率领广西警备第四大队和教导纵队抵达百色。雷经天在邓小平等人的直接领导下，加速进行武装起义的准备。

10月28日，雷经天指挥恩隆、奉义两县农军配合广西警备第四大队，一举围歼驻平马、田州的敌视工农运动的广西警备第三大队两营，俘虏敌人1000多人，缴枪700多支，扫除了百色起义的障碍。然后釆取果断措施，收徼了平马、田州、果化等镇商团武器，为百色起义创造了有利的条件。

12月11日，从南宁来的革命军队和右江农军，在邓小平、张云逸、陈豪人、雷经天、韦拔群等的领导下，举行百色起义，成立中国工农红军第七军和右江工农民主政府。雷经天被中共中央指定为红七军前敌委员会委员。同日，右江地区第一届工农兵代表大会在恩隆县平马镇召开，来自右江地区11个县的代表和红军士兵代表出席大会，雷经天被推选为右江苏维埃政府主席。12日中午，右江苏维埃政府在平马召开庆祝大会，雷经天在会上宣布右江苏维埃政府成立。当张云逸庄严地把右江工农民主政府大印授予雷经天时，会场爆发出响彻云霄的欢呼。

雷经天作为中共右江特委书记和右江苏维埃政府主席，主持右江苏区的各项建设。他带领干部，深入发动群众，先后建立了9个县委和18个区委、16个县革命政权，建立了右江赤卫军总指挥部和15个县赤卫军，约1.5万人，还建立了5个县总工会、7个县妇女组织和青年组织。

雷经天协助邓小平在东兰武篆进行土地革命试点，在旧州屯党员中开办土改训练班，在平马开办党政干部训练班。雷经天和邓小平、陈豪人等领导人分别给学员讲课，培养了一批土地革命骨干。

在雷经天的直接领导下，1930年1月，右江苏维埃政府发出《土地问题决议案大纲》;5月颁布《土地法暂行条例》和《共耕条例》，在条件成熟的东兰、凤山、奉义、恩隆、思林、果德等县，开展分田、分地、分山场，切实照顾贫苦瑶民和高山汉民的利益。在领导建设右江革命根据地过程中，雷经天坚持党的民族平等政策，注意培养任用少数民族干部。苏维埃政府还吸收先进妇女参加党政军工作，给妇女婚姻自由的权利，使右江各族妇女真正获得了解放。

针对右江地区土匪众多的情况，雷经天领导的各级苏维埃政府积极扩大赤卫军，配合红军，或剿或抚，使右江苏区的土匪“大部分是肃清了，或者是争取过来了，只有少数零星小股跑到边界去活动”。雷经天作为右江苏维埃政府主席，为发展和巩固根据地建设而作出了巨大贡献，深受右江人民的爱戴。