3年冬，蒋介石调赵寿山到重庆中训团受训。1944年3月，赵寿山任中央军部队第八战区第三集团军总司令。他在调离前筹划三十八军的叛离，所属部队投奔共产党解放军。1946年8月，国民政府撤销他的总司令职务，以派其出国考察水利为名，调他到南京。在此期间，经董必武安排，乘坐救济总署轮船，展转上海、天津等地，于1947年3月由河北静海进入解放区。7月3日，赵寿山通电全国反蒋。1948年1月，赵寿山调任西北野战军副司令员。率部进入外线，参与指挥宜川战役、荔北战役等。1949年，担任第一野战军副司令员，接连率部发动春季