春调任中革军委第四局局长。在此期间，抵制“左”倾领导者打击、迫害干部的错误做法，保护了一些干部。
10月10日中央红军开始长征，任第一野战纵队（又称军委第一纵队）司令员兼政治委员。
10月至12月中旬以军委第一纵队司令员兼政治委员的身份参与主持总司令部的日常工作，协助朱德、周恩来指挥部队行军作战。
11月在西延山区遭敌机空袭，右腿受伤。
12月18日中革军委决定，军委第一、第二野战纵队合并为军委纵队。
任副司令员兼第一局局长，负责部队的行军作战。
1935年38岁
1月15日至17日中共中央在遵义召开政治局扩大会议。会议期间，日夜坚守在总司令部作战值班室，处理军务。
2月28日奉命前往红三军团接替在战斗中牺牲的邓萍任参谋长，协助彭德怀、杨尚昆指挥作战。
3月上旬参加中革军委为研究成立军事指挥小组问题而召开的军事会议。会后，协助彭德怀、杨尚昆指挥三军团三渡赤水，在二郎滩四渡赤水，南渡乌江。
5月至6月与彭德怀、杨尚昆率领三军团渡过金沙江、大渡河后，继续向北急进。
7月21日奉中革军委命，任红军前敌总指挥部参谋长。
8月初主持召开红军总指挥部直属单位会议，传达《中央关于一、四方面军会合后的政治形势与任务的决议》，具体部署过草地的思想动员和物资准备工作。
8月上旬到红三十军给干部讲解打敌人骑兵的战术要领，指出占据有利地形和运用密集火力是与敌骑兵战斗的基本手段。
8月18日率领右路军先头部队3个团，从毛儿盖地区出发，经草地向班佑前进。
8月29日至31日与徐向前、陈昌浩指挥红三十军、红四军进行了包座战斗，歼敌1个师约5000人，打开了红军北上通向甘南的大门。
9月9日在巴西获取张国焘发给陈昌浩等命令右路军“南下，彻底开展党内斗争”，企图分裂和危害党中央的密电，立即送交毛泽东。毛泽东、周恩来等立即采取紧急措施，使党中央于9月10日凌晨迅速率领红一、三军和军委纵队脱离险境，先行北上，在紧急关头挽救了党，挽救了红军。
9月12日出席中共中央在俄界召开的政治局扩大会议。会议通过了《关于张国焘同志的错误的决定》。
同日中共中央决定，红一方面军主力和中央军委纵队改编为中国工农红军陕甘支队，彭德怀任司令员，毛泽东任政治委员，叶剑英任参谋长兼第三纵队司令员，并兼任新设立的编制委员会委员。
9月17日协助毛泽东、彭德怀指挥部队攻克腊子口。
9月18日随军进驻甘南的哈达铺。陕甘支队在此整编。
9月27日在榜罗镇看到国民党报纸上有关陕甘苏区的消息，遂向中央提出北上陕北的建议。
10月19日协助彭德怀指挥部队击溃尾追敌骑兵一部，进驻吴起镇。
10月22日出席在吴起镇召开的中共中央政治局扩大会议。会议决定党和红军今后的战略任务是建立西北的苏区，领导全国大革命。
11月3日任中国工农红军第一方面军参谋长。
11月8日任中国工农红军西北革命军事委员会（即中革军委）参谋部参谋长。
11月下旬协助毛泽东、彭德怀指挥部队进行直罗镇战役，粉碎了国民党军对陕甘革命根据地的第三次“围剿”。
12月下旬根据瓦窑堡会议确定的渡河东征之战略方针和西北军委作战计划，赴前线勘察渡河地点，拟制部队作战行动方案。
本月任东北军工作委员会副书记。
1936年39岁
1月底与毛泽东、彭德怀在延长县召开会议，进一步研究东征作战问题。
2月2日致电毛泽东、彭德怀，提出部队渡河具体计划。随后，率一方面军直属队开往川口镇集结待命。
2月下旬至4月下旬指挥抗日先锋军中路军在石楼、中阳、永和地区牵制和吸引晋绥军主力，配合左右两路军作战。
5月上旬参与制定《西征战役计划》。
6月中旬奉命去蟠龙、玻璃坡、石家砭等地，了解中央军、东北军的兵力部署、进军动态等情况，并利用关系，对东北军第一〇七师、第一一七师官兵进行统战工作。
7月上旬至8月赴安塞领导东线工作委员会，进行对东北军的统战工作。
8月17日任洛川工作委员会书记。
8月底奉命作为中共中央常驻代表密赴西安，负责开展对东北军、西北军和整个西北地区的抗日统一战线工作。
10月至12月初在西安与张学良多次会谈，双方就迅速停止内战，联合抗日等许多重要问题达成了一致意见、促使红军与东北军、十七路军的关系得到了进一步改善，逐步形成“三位一体”的局面。
在此期间，还帮助张学良整顿改造东北军部队，与西安各界爱国人士秘密联系，并随时向中央通报敌、我、友各方面的动态和情况，酌处各项事宜。
12月上旬由西安返保安，向毛泽东等汇报西安方面情况。
12月12日“西安事变”爆发。
12月20日（左右）从保安到达西安，协助周恩来执行中共中央关于和平解决“西安事变”的正确方针，迫使蒋介石停止内战，促成国共两党再次合作、共同抗日的局面。同时，根据张学良的请求，以参谋长的身份参加西北联军参谋团，与东北军、十七路军将领一起制定了抵抗亲日派“讨逆军”的作战计划和军事部署。
23日致电中共中央，反映各方人士对中国共产党和平解决“西安事变”怀有疑虑等问题。接中央复电后，立即奔走于各方人士之间，广泛宣传党的方针、政策，扩大抗日民族统一战线。
12月25日至31日与周恩来、博古等分析“西安事变”和平解决后的形势，研究对策。听取各方人士的意见，交换对时局的看法，巩固西北的团结抗战的局面。
1937年40岁
1月4日与周恩来、杨虎城以及东北军、十七路军的高级将领共同拟定三方面联合对国民党军进攻的作战方案。
1月中下旬协助周恩来奔走于东北军、西北军和国民党留守西安人员之间，处理各种遗留问题，维持团结合作、共同抗战局面。
1月30日与周恩来、博古到云阳镇红军司令部同洛甫、彭德怀、任弼时、杨尚昆、左权召开紧急会议。会议决定，红军应同东北军共同作战，仍须与南京政府进行和平谈判。当晚，与周恩来、博古赶回西安，把这一决定告诉杨虎城和东北军将领。
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