到达陕北后，杨成武参与直罗镇战役。1936年1月，杨成武任红一军团第一师政治委员，参与东征战役。同年6月调入红军大学第一期第一科学习，12月改任红一师师长。
抗日战争时期.抗日战争爆发后，任八路军115师独立团团长，率部参加平型关战役，阻击日军援军。此后，率独立团进军敌后，配合太原会战，攻占涞源、广灵、蔚县、紫荆关等地。1937年11月，独立团扩编为八路军独立第一师，杨成武任师长兼政治委员。11月，组建晋察冀军区，独立第一师编入晋察冀军区，杨成武任晋察冀一分区司令员，后兼政治委员和