进军山西，转战同蒲铁路沿线。6月，返回陕西西征，攻占甘肃、宁夏等地。11月，率部参加山城堡战斗。1937年2月，进延安抗日军政大学学习。
抗日战争期间.1937年，西安事变和平解决，第二次国共合作开始。9月4日，陈赓任改编后的八路军第129师第386旅旅长。10月7日，率部渡黄河进入山西。10月16日，率部进抵平定以东地区，执行侧击西犯娘子关日军的任务。10月22日，率部夜袭井陉、旧关的长生口。10月26日，率部在娘子关以南设伏，歼灭日军2师团辎重部队，毙伤日军300余人，缴获骡马