1928年,贺龙创建中国工农红军第四军,转战于五峰、长阳等地;汪沛然投身武装斗争。1930年3月,红四军军长贺龙会见汪沛然,对汪沛然的胆略和才华很赏识,指示汪沛然负责在五峰、长阳一带招收红军战士。仅仅7天,汪沛然就组成一支180余人的游击大队,并担任大队长,还从中挑选30余名骨干编入红四军主力。11月,红二军团南征,汪沛然先后担任红四军第一团副团长、红二军团第十团副团长。同年冬,红四军主力南征,汪沛然奉命只身离开主力,潜回家乡,发动群众,开展武装斗争,途经渔洋关镇时,被敌人逮捕入狱。汪沛然同敌人斗智,使敌人一无所获。当晚,在地下党组织及群众帮助下,汪沛然越狱脱险,立即赶回家乡,组建独立五十师一百四十九团,并担任团长,后参加红二军团攻打长阳龙舟坪镇和五峰渔洋关镇两次大的战斗。
1931年3月,贺龙第二次会见汪沛然,指示汪沛然在红军主力转移后,组建地方红军,配合教导师保卫湘鄂边苏区。不久,汪沛然建立中国工农红军湘鄂边独立第二团,担任团长,下辖3个营6个连,共1200多人。后,独立第二团改称为五(峰)鹤(峰)游击大队,汪沛然担任大队长。5月,以殷超为司令的国民党军从湖南进犯五峰苏区,汪沛然率领部队长途奔袭,与王炳南独立团一道,利用地形,穿插分割,歼敌200余人,缴获长短枪120多支,俘获敌军骡马队及其所载物资、银元。不久,国民党长阳、五峰、鹤峰、石门数县团防围剿湘鄂边根据地苏维埃政府所在地五里坪;汪沛然率部利用地形,战斗20多个小时,击溃敌人,保卫了根据地。
9月,鄂西特委在执行中共中央第三次肃反运动中,不经调查,就断定汪沛然是“改组派”,于下旬将年仅25岁的汪沛然捕杀。解放后,党和政府给汪沛然恢复名誉,追认其为因公牺牲的革命军人。