红一军团第一师师长、陕甘支队第二纵队副司令员。到陕北后，任红一军团第二师师长，参加直罗镇战役、东征战役。1936年6月入抗日红军大学学习，毕业后任抗日军政大学训练部部长。
抗日战争时期.1938年1月，刘亚楼任抗大教育长，协助罗瑞卿等组织教学工作。1939年到苏联，入伏龙芝军事学院学习。1942年11月通过论文答辩。毕业后的1943年，刘亚楼、卢冬生和杨至成被分配至苏联远东军区伯力，至步兵88旅工作。1945年8月，苏联红军对日宣战，刘亚楼随苏联红军进军东北，担任参谋。在作战中，一