1929年起,中共陝西省委派人到楊虎城部陝西騎兵第三旅二團二營開展兵運工作。1930年4月,經陝西省委同意,該建設立了黨委,習仲勛任書記。1932年3月,營黨委準備利用該營即將從駐紮地鳳縣、兩當縣出發前往徽縣換防之機發動起義。起義地點確定在兩當縣城,起義後部隊前往旬邑縣與劉志丹率領的革命武裝會合。
1932年4月2日零時,在兩當縣城起義官兵擊斃頑抗的敵對分子,解除了敵對勢力的武裝。習仲勛等起義領導人在兵變舊址召開緊急會議,決定撤出戰鬥。參加起義的200多名士兵在習仲勛等人的領導下,沿兩當河北上,於3日到達兩當的太陽寺,部隊在此改編為中國工農紅軍陝甘游擊隊第五支隊。“兩當兵變”如同驚天霹靂,喚醒了白色恐怖下的甘肅人民,鼓舞了革命鬥志,拉開了甘肅革命鬥爭的帷幕,為隴南乃至甘肅地下黨的誕生和發展奠定了堅實的社會基礎。