任袁国平，全军1万余人。下辖红五军：军长彭德怀兼任（后邓萍兼任），政治委员滕代远兼任（后张纯清代）；红八军，军长李灿（后何长工代理），政治委员何长工（后邓干元代理）。不久，红十六军也划归红三军团建制：军长胡一鸣、政治委员李楚屏。红三军团组成后，根据李立三控制下的中共中央指示，开展了对长沙的攻击，并于7月27日一度攻占长沙。不久，由于遭到何键的反攻，红三军团被迫撤出长沙，受到严重损失。8月23日，红三军团与红一军团在湖南浏阳永和市会师，双方自发合编为红一方面军。1932年3月，根据中共中央要求，红一方