到蒋中正指示，发兵对付长征逃窜入贵州的中国工农红军，蒋并授予他第2路军第4纵队指挥官头衔。但是其麾下的二十五军在四渡赤水战役中不但没有阻止中央红军的入侵，主力部队大部分遭到击溃，仅剩1个团的残存兵力自遵义南门逃脱。二十五军的溃败导致中央军第一纵队指挥官吴奇伟率领的国民革命军第59师、93师在遵义战役遭到中央红军歼灭。由于王家烈的军事能力与权力因此场战败遭大幅削弱，国民政府因此动念将其撤换，在薛岳率领的中央军主力部队进入贵州后，王家烈同张学良登机赴武汉，又被转送到南京，蒋中正此时将王家烈的军长与贵州省主席职务