10月，参与反击刘湘的六路围攻战役中，保障前方给养。1935年5月，红四方面军开始长征，为保障部队后勤供给，吴先恩受命组建红四方面军总兵站，统筹解决粮食物资、转运伤员、管理枪支弹药等。他和红四方面军总政治部主任张琴秋、三十三军军长王维舟组成代表团，与当地喇嘛、头人、土司谈判，宣传政策，为部队筹集青稞和牲口。红一方面军、红四方面军会师后，朱德、林伯渠给予高度评价。1936年5月，为迎接红二、红六军团北上，他筹集大批粮食交。长征结束后，任红九军供给部部长。同年10月，被编入西路军西征。西路军失败后，他转战河西走