跟随红军主力长征，参加指挥湘江战役，掩护中央机关和后续部队顺利渡过湘江。1935年1月，参与指挥红一军团攻占遵义。接着又参加指挥红一军团四渡赤水，抢占娄山关等战斗。5月，参与指挥强渡大渡河的作战。同年10月，率部到达陕西吴起镇。同年11月，他率部参加直罗镇战役。1936年2月，他与林彪、聂荣臻率红一军团渡过黄河，进攻山西阎锡山等部，歼灭国军约7个团，俘4000余人。同年5月，由于林彪调任红军大学校长，左权代理红一军团军团长，率领部队参加西征战役；11月，率部参加山城堡战役。1937年2月，任红军前敌总指挥部