红二方面军第六军团军团长，率部到达陕北。
抗日战争时期.抗战爆发后,红六军团与红三十二军合编为八路军120师359旅, 陈伯钧任旅长。1937年9月,陈伯钧奉命率第718团留守陕北，任东地区留守处主任,359旅其余部队则在副旅长王震率领下开赴抗日前线。同年10月，入中央党校学习4个月。1938年6月，任抗日军政大学总校训练部部长，曾反对毛泽东与江青结婚。1938年12月任抗大二分校校长，挺进敌后办学，曾参与陈庄战斗。1940年回延安，在总政治部和八路军军政学院工作，在此期间撰写了《