1930年蔣馮閻戰(zhàn)爭結(jié)束后，馮玉祥部敗北，所部第二集團(tuán)軍第五路軍被蔣介石收編為第二十六路軍。1931年1月，蔣介石施行“消滅異己”的政策，調(diào)第二十六路軍參加對中央蘇區(qū)的“圍剿”。7月，該部進(jìn)駐已處于中央蘇區(qū)包圍中的寧都縣城。早在大革命時(shí)期，共產(chǎn)黨人就在這個(gè)部隊(duì)中建立過組織，一直有著深厚的政治影響。在此情況下，共產(chǎn)黨人在第二十六路軍秘密工作的特別支部因勢利導(dǎo)，加緊進(jìn)行兵運(yùn)活動，先后發(fā)展了該部參謀長趙博生等成為中共黨員，并爭取了該部第二十五師第七十三旅旅長董振堂、第七十四旅旅長季振同及第一團(tuán)團(tuán)長黃中岳等轉(zhuǎn)向革命。當(dāng)時(shí)，嚴(yán)圖閣任該路軍二十五師七十四旅第一團(tuán)第三營營長。他思想進(jìn)步，對蔣介石置民族利益于不顧、專打內(nèi)戰(zhàn)的行徑表示出強(qiáng)烈不滿。趙博生、董振堂、季振同等對嚴(yán)圖閣十分重視，多次和他交談，使嚴(yán)圖閣的思想覺悟有了新的提高。在嚴(yán)圖閣的思想工作下，全營官兵均表示：愿追隨營長，共同抗日救國。

第二十六路軍在寧都駐防半年，沒有出城與紅軍打過一仗，還利用電臺收聽蘇區(qū)的廣播。為了敷衍蔣介石，經(jīng)常編一些假情報(bào)從電臺發(fā)出。蔣介石開始時(shí)信以為真，后來察覺他們“虛報(bào)軍情”，便電令“立即進(jìn)剿不得有誤”，并派飛機(jī)到寧都上空，投放了“清查軍中共產(chǎn)黨分子”的手令。趙博生當(dāng)即與中共特別支部成員緊急商討后，派人到中央蘇區(qū)向中革軍委報(bào)告準(zhǔn)備發(fā)動起義的有關(guān)事宜。中革軍委批準(zhǔn)了起義計(jì)劃，并派王稼祥、劉伯堅(jiān)、左權(quán)攜電臺到寧都縣城東南就近聯(lián)絡(luò)指導(dǎo)；同時(shí)部署紅軍監(jiān)視蔣介石的嫡系部隊(duì)，策應(yīng)起義。

趙博生、董振堂、季振同、黃中岳等找到嚴(yán)圖閣，要他率第三營作為起義主力。嚴(yán)圖閣非常高興，命令全營官兵“兵不離班，槍不離手，隨時(shí)準(zhǔn)備緊急集合”。晚上，他進(jìn)行了動員，要大家“不要解開包袱毯子，和衣而臥，枕戈待旦，以備萬一”。

12月14日下午2時(shí)，趙博生等宣布準(zhǔn)備起義，嚴(yán)圖閣積極表示贊成，并立即行動，調(diào)集第三營將師指揮部特務(wù)營的防務(wù)“完全接管”。4時(shí)，由趙博生出面，在師指揮部“宴請”團(tuán)以上反動軍官以及寧都縣縣長、靖衛(wèi)團(tuán)長等反動官吏。開餐后不久，嚴(yán)圖閣率部包圍了師指揮部，并帶人上樓，把槍口對準(zhǔn)了宴會廳，大聲宣布：“你們被逮捕了！”與此同時(shí)，將師指揮部中的反動官兵分別逮捕，繳了他們的槍，把他們集中看管起來。由于嚴(yán)圖閣準(zhǔn)備充分、行動迅速，起義在沒放一槍的情況下便勝利了。

15日晨，嚴(yán)圖閣率第三營從寧都縣城開赴中央蘇區(qū)，光榮地參加了中國共產(chǎn)黨，并先后任紅十六師參謀長、紅二十八軍軍長、中共湘鄂贛軍區(qū)參謀長等職。