经厦门、龙岩进入闽西苏区，任红军军官学校第1分校教育长。12月初，任新红十二军军长。1931年初，任红一方面军总司令部作战参谋，6月升为参谋处长。12月，受中央军委派遣前往宁都附近的固村圩，协同王稼祥、刘伯坚等筹划国民革命军第二十六路军倒戈事宜；该路军成功倒戈后，左权任红五军团第十五军政委。1932年3月，与军长黄中岳率部参加赣州战役，掩护主力红军撤退。不久，红十五军编入东路军，左权奉命率部东进，参加漳州战役。5月，担任红十五军军长兼政委；不久后，在肃反运动中，有人告发称左权收藏了“托陈取消派”的文件；