力向西转移，率部参加了枣阳新集、漫川关战役等。1933年6月，任红四军政治委员，参与创建川陕苏区，并与军长王宏坤率部参加了仪南战役等。1934年10月，任红四方面军政治部副主任、中共川陕省委书记兼川陕游击总司令。1935年5月，率部参加长征，8月在沙窝会议上被增补为中共第六届中央委员、中央政治局委员，并被任命为红军总政治部副主任。1936年，红一、红四方面军分裂，张国焘先后命其担红四方面军政治部主任、红三十一军政委。红四方面军在抵达陕北后，周纯全入抗日军政大学。
抗日战争与国共二