率部担负掩护红四方面军北上和筹集粮秣的任务。1935年8月，红四方面军第十师师长王友钧在包座阵亡后，陈锡联接任该师师长，并在作战中负伤。之后听从张国焘命令，再度南返，前后三次度过草地，参加绥崇丹懋战役。此后，又随队北上，到达会宁。抗日战争开始后，陈任八路军129师385旅769团团长，1937年10月19日，陈指挥769团奇袭日军阳明堡机场，击毁飞机24架，歼日军100余人，缓解了日军在忻口前线对中国军队的空中威胁。后率部参加神头岭、响堂铺、晋东南反九路围攻等战役战斗。1938年起，陈锡联任第129师38