С 1917 г. член партии левых эсеров, с апреля 1919 г. член РКП(б).

С мая 1918 года работал в ВЧК,
6 июля 1918 г. руководил группой эсеровских боевиков и лично участвовал в убийстве в Москве германского посла Мирбаха. По постановлению Президиума ВЦИК 16 мая 1919 г. "ввиду добровольности явки" амнистирован.
В последующие годы находился на службе в органах ГПУ-ОГПУ, был руководителем личной охраны Л.Д.Троцкого;
главный инструктор государственной внутренней охраны (ГВО) Монгольской республики и руководителем советской разведки в Тибете, во Внутренней Монголии и северных районах Китая;
резидент советской разведки в странах Ближнего Востока.

По постановлению коллегии ОГПУ от 3 ноября 1929 года Блюмкин за повторную измену Советской власти и пролетарской революции был арестован, судим и расстрелян.