1929 年回國後,由中共中央派到紅五軍工作。1930年任紅五軍第五縱隊政治 委員兼中共第五縱隊委員會書記。1930年5月,由於紅五軍第五縱隊長期單獨活動,而且部隊人數較多,於是升格為紅八軍,下轄三個縱隊。紅八軍軍長李燦、政委何長工、政治部主任柯慶施,盧匿才擔任參謀長兼第二縱隊縱隊長。後第二縱隊改編為紅八軍第四師,盧匿才兼任第四師師長,率部參加了攻克平江、岳陽和長沙等戰鬥。
1930年9月,受李立三左傾路線影響,紅三軍團(轄五軍、八軍)與紅一軍團合編為紅一方面軍,準備第二次攻打長沙。盧匿才反對強攻長沙,理由是敵人守備力量充足,紅軍缺乏攻堅裝備,他主張在運動戰中殲滅敵人。結果盧被軍團領導人指責為“按兵不動”,遂以“托派”嫌 疑遭槍殺 ,並由一軍團的黃葉珍接任師長(黃克誠說法)。
另據時任紅八軍戰士的王平回憶:在長沙近郊,全師集合,政委石恆中宣布上級命令,盧匿才一打長沙時按兵不動,作戰不力,特判處死刑,立即執行,隨即就命人在稻田裡把師長用刀給砍了。大家都深感震驚,鴉雀無聲。其為親眼目睹,應該更為可信。
1945年盧匿才被平反雪昭,追認為烈士。