庞人键富有爱国思想，但他探索革命道路，却是从结识毛泽东开始的。他的学校离韶山冲上屋场不远，当毛泽东从湖南第一师范回家度假时，他与之来往密切，经常在一起谈论救国救民的问题。在毛泽东的帮助和启迪之下，他经常利用教学之余，走村串户，了解农民群众的生活和要求，从而使自己的思想认识有了很大的提高，初步懂得了革命就是要走消灭社会压迫，推翻剥削制度之路。当1920年3月，他家被军阀张敬尧的军队劫洗一空后，他和弟弟庞人铨参加湘军，投身湖南人民的“驱张”战斗。张敬尧被赶走后，并没有改变军阀统治湖南的局面，他兄弟俩又毅然退伍回家。9月，他进入湖南陆军测绘局，任文牍襄办，并积极支持弟弟庞人铨同黄爱一起从事筹组湖南劳工会的活动。他经常利用业余时间，为劳工筹备会刻蜡纸、印传单，还将自己节省的薪水捐给筹备会作经费，因而被筹备会的人誉为“不是劳工会成员的忠实可靠的成员”。11月21日，当湖南劳工会在长沙教育会坪举行成立大会时，他在会上致辞说：“工业本为中国所有，但以前只知守旧，不知维新，所以不能与各国相抗衡。就是中国的贫弱，也是因不从事生产事业的原因。现在劳工会的成立，图工界无穷的发展，是顶大的希望。我预祝劳工会不断扩大，遍及全中国、全世界。”不久，他被吸收为劳工会会员，成为工人运动的一员骨干。

       庞人键积极投入工人运动的斗争，是在他的弟弟庞人铨和黄爱被湖南军阀杀害的事件发生以后。这时，他怀着极大的悲痛，挥笔写了如下一首挽联：“家国恨，愿同消，洗雪无方，孰为尸咎；高举旗，紧擎枪，报仇有策，我定当先。”此后，他以实际行动将弟弟未竟的事业担负起来，投入到工人运动的洪流之中。1922年夏，为了支持翦去病、任树德领导的工人游行示威和罢工斗争，他帮助组织和训练了40多名纠察队员，专门担负游行队伍和工厂的警戒，使罢工斗争得以顺利进行和取得胜利。湖南省工团联合会成立后，他不顾陆军测绘局的阻挠，积极参加工团联合会的活动。这年冬，他光荣地加入了中国共产党。

       当北伐军进军湖南之际，庞人键受党组织的派遣，奔走于湘中一带，动员群众支援北伐战争。他曾多次前往湘潭、湘乡一带活动，但总顾不上回家，为此，他常用大禹治水、三过家门而不入的故事，向妻子许淑仞作解释，说大禹不回家，是“因为谋事不成，非要弄成不可。并且一个人只要顾全大体，不必拘泥小节，我现在就是这个意思”。在1926年12月召开的湖南省第一次工人代表大会上，他担任了大会秘书组文书课长。大会闭幕后，他又担任湖南省总工会劳动介绍部部长。这时，他已从陆军测绘局调到湖南暂编陆军第二师任警备第一支队参谋长。按照党组织的部署，他利用参谋长这一职务的有利条件，设法弄到42支步枪和128支梭镖，用以武装长沙泥木工会工人纠察队。不久，当他得知当年杀害黄爱、庞人铨的刽子手李佑文潜回省城长沙时，便亲自将李佑文捉拿归案。在1927年1月17日召开的纪念黄爱、庞人铨牺牲5周年的大会上，湖南省审判土豪劣绅特别法庭判处李佑文死刑，押赴刑场枪决。

       大革命失败以后，庞人键积极从事组织武装暴动的斗争。1927年8月底，他担任秋收起义前委委员、省行动委员会委员。为了配合毛泽东等领导的秋收起义，他在长沙郊区组织农民武装，配合起义部队攻打长沙。他们积极活动，先拆掉新河、捞刀河之间的铁轨螺丝钉，导致火车翻车，铁路交通中断；旋又将大托铺、猴子石的两处铁桥捣毁，使长株铁路连日陷于瘫痪。

       庞人键组织农民武装配合秋收起义的暴动斗争，造成湖南军阀极大恐慌。湖南军阀立即调遣3个团赶赴省会长沙清查搜捕。庞人键是省行委公开活动的领导成员，被敌人发现，于1927年9月19日深夜与妻子许淑仞一道被捕。两天后，庞人键被害于长沙浏阳门外。

       庞人键虽然壮烈牺牲，但是湖南共产党人并没有被吓倒，他们继续浴血战斗，又开始了长沙“灰日暴动”的准备工作，显示了共产党人前仆后继、奋不顾身的革命精神。