红一师在关上村和兑九峪的两战皆捷，巩固了红军前进作战的阵地，使东征军总指挥部以左路第十五军团佯攻太原，右路第一军团南下进攻临汾之锦囊妙计得以实施。
陈赓忍受着腿伤的折磨，指挥部队继续东进，20余天中，突破阎军在汾河一线设置的堡垒防线，在同蒲铁路沿线的洪洞、赵城、临汾等县连续作战，并曾一度打到太岳山区的安泽县附近。
红军到处进行抗日宣传，开展群众工作，受到广大人民的欢迎。在洪洞县不到半个月即有320多人参加红一师，汾西县则有1000多人参军。
与此同时，红十五军团向东北进军，直逼太原，先头部队一度占领了距太原市只有50里的名胜地晋祠。阎锡山惊恐万状，急忙四处调兵保卫太原，以致他的太原绥靖公署大门口都堆积起沙袋，架起机枪，准备红军打进太原城时进行抵抗。
阎锡山一面招架，一面急电蒋介石求援，蒋介石早想把自己的势力伸进这位“土皇帝”把持的山西省，乘机调集部队入晋。
按照毛泽东的设想，红军本应进一步向太行山推进，以便利用北平、天津自“一二 九”学生运动以来形成的抗日热潮，开辟一块抗日根据地。然而4月中旬，蒋介石派来了10个师，阎锡山也集中了5个师又2个旅的兵力，向东征的红军扑来；另一方面国民党军队对陕甘苏区的包围、进攻也在加紧。
本来，抗击日本帝国主义的侵略，是中华民族的当务之急，但是强大的阻力尚不能使它得到顺畅的发展，不能不走曲折的路。同时，中共对抗日民族统一战线政策，有了进一步的考虑：认为日本军队在华北的侵略，已经和英美帝国主义的利益发生了冲突。在这种情况下，作为英、美帝国主义在中国的买办阶级蒋介石集团，可能在他们主子的指使下改变对日态度。从而认为争取蒋介石抗日也有可能，抗日民族统一战线中也可以包括蒋介石在内……这是政策上的一个重大转变。所以决定东征的红军撤回陕北。同时，毛泽东、朱德以中华苏维埃人民共和国中央政府主席和中国人民红军革命军事委员会主席的名义，联名向南京政府及其军队发出《停战议和，一致抗日》的通电，阐明红军回师陕北，是以此行动表示诚意。
为了开辟回撤的通路，陈赓指挥部队在蒲县附近，突袭了国民党军队先头的关麟征的第二十五师。关麟征和陈赓是黄埔军校第一期老同学，除了政见不合外，关麟征总是摆着一副孤芳自赏、趾高气扬的姿态，陈赓和同学们都很讨厌他。这次战场上相遇，陈赓指挥部队迅速地歼灭了他一个营。拿起才缴获的电话，就听见关麟征在焦急地问下面部队的情况。陈赓笑着回答他：“对不起啦！关麟征，你那个部队被我陈赓消灭了。哈哈！”
关麟征虽然气得鼓鼓的，但听到这位老同学、这位“黄埔三杰”之一的大名，还是叫自己的部队后退让路。陈赓乘势撤走，于4月15日打开吉县城，俘保卫团等反动武装三百余人，还抓到该县县长，缴获了不少物资和鸦片烟。5月3日和4日整个红一军团在清水关、铁罗关顺利地西渡黄河，结束了历时75天的东征。
5月5日，红一师召开干部会议，陈赓在讲话中指出：东征中根据中央指示，红一师勇往直前，打破了敌人鼓吹的红军不能突破河防进入山西的神话，胜利地完成了任务。我们红军在山西省扩大了革命影响，唤醒了工农大众，苏维埃运动深入人心，推动了抗日高潮的到来。全军共歼灭和击溃阎锡山31个团，打破了国民党10个师的夹击计划，毙伤俘敌17000余人，扩大红军7000余人，缴获了大量物资，取得了重大胜利。
抗日战争中，有人问彭德怀：“你指挥多少部队东征，一下子就把半个山西省打下来了。”彭德怀笑着伸出手指说：“那时只有12000战斗兵。”
红一方面军的祝捷大会，是在陕北子洲县一个小村子召开的。祝捷会后，杨得志被调到红一军团第二师任师长，他一想到要同陈赓分开，心中很不是滋味。
陈赓热情地握着他的手说：“我们搭伴才几个月，真是情同手足，打仗时相互配合得也很好，我不想让你走，向聂政委提过意见，但他坚持一字不改。没有办法，我只好送你上任了。万里征程路尚远，我们在战火之中各尽其能吧！”
“我担心你的身体，你的腿！担心你那不要命的劲一上来，什么不顾了……”杨得志充满了关切之情。
“腿是不打紧的，”陈赓想驱散惜别的伤感，故意说得很轻松，“它经过白色恐怖，也经过艰苦锻炼。你尽管放心，好好照顾自己的身体。”
1936年5月14日，东征军经过短暂休息，即开始西征的动员和准备。军委决定：以红一方面军主力组成西征野战军，在彭德怀指挥下，向陕甘宁三省边界的广大地区进军。
宁夏地区的回族军阀马鸿逵、马鸿宾趁红军东征之际，不断侵蚀陕甘解放区。红军西征，陈赓的红一师打了先锋，给“二马”部队以迎头痛击，然后和红十五军团合作，包围了敌人两个团，俘虏1100多人，声威大震。然后红军全线出击，横扫了甘肃和宁夏东西1000余里，南北约500里的广大地区，解放了环县、定边、盐池等县城及预旺等重要城镇，扩展陕甘革命根据地为陕甘宁解放区，推动了回族人民的抗日救国运动。
6月下旬，西征进入第二阶段，红一军团的任务是向陇东的靖远、海源等县方向前进。道路越来越荒凉，连天的沙漠，白日烈阳烤灼走路烫脚板，夜晚则寒风刺骨必须拣牛粪烤火，并且所到之处苦水多，人畜不能饮用。在这种困难的情况下，陈赓始终坚持把抗日统一战线工作，摆在与作战同等重要的位置上。他严禁部属在回民区说猪字、吃猪肉、驻清真寺和打土豪筹款，督促部队为群众做好事，帮助他们建立革命政权。并且特别注意对东北军的宣传争取工作，在沿途的墙壁、门板、石崖等处，书写上“打回东北老家去！”“反对老蒋打内战！”“枪口对外，中国人不打中国人！”等醒目标语。
红军西进途中，遇到东北军的骑兵军，双方一接火，红军就消灭了它4个连。红军对被俘的官兵进行抗日救亡的宣传教育工作，然后交还了全部人马枪支，欢送他们回去。
西征途中，红军耐心地对张学良的东北军进行争取教育工作，东北军作战态度越来越消极，逐渐和红军形成休战状态：白天各守阵地是对立的双方，入夜却是友好往来、共同要求抗日救亡的好朋友。
西征途中，陈赓率领他的红一师曾长时间同东北军骑兵第六师接触，并对他们做过许多争取工作。有一次，红一师和他们发生了战斗。东北军骑兵师第十七团团长董道泉是共产党员，见红一师来了，下令不打，但因事先没有联系，该团官兵被全部缴械。陈赓曾在红一师司令部热情接待过这位身材高大的团长，于是下令把这次战斗中俘获的人枪和马匹全部归还董道泉，并护送他们回去。9月18日，红一师第三团政委肖锋随军团政治部主任朱瑞和东北军骑六师师长白凤翔的代表进行谈判，签订了中国工农红军与东北军骑六师的“停战协定”。
当时的红一军团政治委员聂荣臻在回忆这段历史时曾说：“我们对骑兵第六师进行的工作是很成功的。”
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