又调任红三军参谋长。1932年3月，陈奇涵任红一军团参谋长。率部参加漳州、水口和乐安宜黄战役。1933年春调任江西军区兼东北战区指挥部参谋长，指挥部队参加中央苏区第四、第五次反围剿战争，并在第四次反围剿作战中身负重伤。1933年，陈因追随毛泽东，受到博古以所谓“贪污”问题的清洗，被撤职，在军委武装动员部任科员。后以随军参谋的身份参加长征，曾任红一军团司令部教育科科长、陕甘支队第一纵队教导队队长等职。1935年，红一方面军与陕北红军在陕西吴起会师，陈不久后任新成立的红十五军团副参谋长。1936年，参加东征