针对敌军进攻的新形势，方面军总指挥部决定，一面发起土门战役，阻击敌军向西进犯；一面组织部队向西发展，进占岷江以西地区。1935年4月底，红九军和红三十军从左右两翼向驻守北川河谷的敌军发起攻击，先后夺占土门以东之伏泉山、大垭口等要点，击溃敌孙震、邓锡侯部3个旅，歼敌一部，控制了北川河谷。5月13日，红军开始攻击固守土门之敌，经激战，于14日攻占土门，15日攻占茂县（今茂汶羌族自治县）。土门战役是红四方面军西进岷江流域的一次重要战役，从4月底至5月22日，历时24天，敌军投入兵力20个旅共约8万余人，被红军歼灭1万余人。
土门战役后，红四方面军主力掩护后方机关和医院向岷江以西转移。5月22日，红九军一部从茂县渡过岷江，于6月3日占领理番县（今理县）城杂谷脑镇；红三十军沿岷江东岸南下，歼敌1000余人，迅速控制了文镇关、雁门关、威州（今汶川县）等要点；红四军和红三十一军一部转进至镇江关、片口一带，威胁敌占之松潘、平武等县。接着红军继续向西发展，相继占领大店（在茂县北）、芦花（今黑水县政府所在地）、卓克基（在今马尔康县南）、两河口、扶边（均在今小金县北）等大片土地，为迎接中央红军创造了条件。
同中央红军会师。1935年5月上旬，中央红军渡过金沙江，向北急进，于5月29日夺取泸定桥，渡过了大渡河。之后，继续北进，先头部队于6月上旬进抵夹金山下的宝兴县，准备翻越大雪山。
5月下旬，方面军总指挥部命令红三十军政委李先念和红九军军长何畏，率领第八十八师和二十五师、二十七师各一部，由岷江河谷兼程前进，迎接中央红军。6月8日，红九军部队攻占懋功（今小金县），歼灭守敌近千人，继占懋功以东要点达维镇。6月12日，红九军第二十五师七十四团同中央红军先头部队一军团第二师四团在达维镇会师。接着，红四方面军领导人和党中央、中央红军领导人相互致电，热烈祝贺会师。6月18日，党中央率领中央机关到达懋功，受到李先念及八十八师指战员的热烈欢迎，毛泽东、周恩来、朱德、张闻天等亲切会见李先念。
两军会师后，总兵力达10万人以上，士气高昂。这时，面临的首要问题是确定战略方针，统一作战部署，打破蒋介石的围堵计划，建立新的革命根据地。然而会师不久，张国焘即与党中央在“战略行动方针”上发生分歧见徐向前《历史的回顾》第336页。。为了统一思想和战略方针，中共中央政治局于6月28日在两河口召开会议。张国焘参加了这次会议。这是两军会合以后他和党中央负责同志的第一次会面。会议作出了《关于红一、四方面军会合后战略方针的决定》，指出两军会合后的战略方针是：“集中（红军）主力向北进攻，在运动战中大量消灭敌人，首先取得甘肃南部，以创造川陕甘苏区根据地。”为了实现这一战略方针，“在战役上必须首先集中（红军）主力消灭与打击胡宗南军，夺取松潘与控制松潘以北地区，使主力（红军）能够胜利的向甘南前进”见《中国工农红军西路军·文献卷》下卷第1页。。
6月29日，中央政治局常委会议增补张国焘为中革军委副主席，增补徐向前、陈昌浩为军委委员。同日，中革军委拟定了《松潘战役计划》，规定两军部队分路向北开进，“迅速、机动、坚决地消灭松潘地区的胡敌”。7月6日，红军开始北进，7月中旬，红四方面军第三十军二六八团和红一方面军第一军团侦察连，在松潘以西之毛儿盖歼灭胡敌一个营，俘敌300余人，缴获长短枪200余支、轻重机枪19挺、电台1部，击落敌机1架。
但是，张国焘借口“组织问题”未解决，迟迟不出兵打松潘。8月4日至6日，党中央在毛儿盖附近一个叫沙窝的村子召开政治会议，作出决议，重申北上，创造川陕甘根据地的战略方针，并决定将两个方面军的部队混合编为左右两路军，其中左路军由红一方面军的第五、第三十二军（原红九军团改）和红四方面军的第九、第三十一、第三十三军组成，由红军总司令朱德和总政委张国焘率领，从卓克基北进取阿坝，北出夏河；右路军由红一方面军的第一军、第三军和红四方面军的第四军、第三十军组成，由红军前敌总指挥徐向前、政治委员陈昌浩率领，从毛儿盖北出巴西、班佑地区。中共中央领导机关随右路军行动。会议增补徐向前、陈昌浩、周纯全为中央委员，陈昌浩、周纯全为中央政治局委员。
8月下旬，左、右两路军走出人迹罕至的草地，进到四川西北部的巴西和阿坝地区。月底，红三十军和红四军一部在包座地区歼灭胡宗南部第四十九师，打开了向甘南进军的门户。但张国焘蓄意闹分裂，拒绝执行中央决定，命令右路军南下，中央遂于9月10日率红一方面军的第一、第三军先行北上。
南下受挫。9月15日，张国焘命令红四方面军及编入左路军的红一方面军第五、第三十二军南下川康边。10月5日，又在卓木碉（今属马尔康县）成立第二“中央”和“中央军委”，公开分裂党和红军。此后不久，红四方面军举行绥崇丹懋战役，毙伤俘敌3000余人，占领懋功、丹巴（今县）两城及所属之绥靖（今金川县）、崇化（在金川南）、扶边（在小金北）、达维（在小金东）等屯寨。10月下旬，全军南越夹金山，进行了天（全）芦（山）名（山）雅（安）邛（崃）大（邑）战役，攻占天全、芦山两城及大渡河以东广大地区，毙伤俘敌2.5万余人，击落敌机1架。红四方面军南下后，受到川军顽强阻击，特别是在名山东北之百丈关地区，经过七昼夜激战，伤亡近万人，未能击破敌军进攻，被迫北撤至道孚、炉霍、甘孜等地。
红四方面军自南下以来，往返雪山草地，连续进行战斗，加之缺粮，部队减员很大，部队又进行了新的整编。红四军由王宏坤任军长，王建安任政治委员，陈伯钧任参谋长，洪学智任政治部主任，下编第十、第十一、第十二师和独立师；红九军由孙玉清任军长，陈海松任政治委员，陈伯稚任参谋长，曾日三任政治部主任，辖第二十五、第二十六、第二十七师和教导师；红三十军由程世才任军长（代），李先念任政治委员，黄鹄显任参谋长，李天焕任政治部主任，下编第八十八、第八十九师；红三十一军由副总指挥王树声兼任军长，詹才芳任政治委员，李聚奎任参谋长，朱良才任政治部主任，下编第九十一、第九十三师；红五军由董振堂任军长，黄超任政治委员，罗南辉任副军长，李屏仁任参谋长，杨克明任政治部主任，原红五军部队缩编为第十三师，原红三十三军部队缩编为第十五师，编入红五军，三十三军建制撤销；红三十二军由罗南辉任军长，李干辉任政治委员，下编第九十四师和九十六师。方面军直辖骑兵师、妇女独立团、红军大学、四川抗日义勇军、金川省军区。全军共4万余人见《中国工农红军第四方面军战史》第351～352页。，与西渡嘉陵江时相比，减少6万，与南下时相比则减少一半。
北上会师。1936年7月1日，红二、六军团到达甘孜地区，同红四方面军会师。7月5日，奉中革军委之命，二、六军团组成红二方面军，贺龙任总指挥，任弼时任政治委员，将红三十二军编入红二方面军建制。8月初，红二、四方面军奉中革军委之命北上，先头部队红三十军第八十八师于8月9日强占天险腊子口（在今甘肃迭部县东北部），第八十九师于8月10日进占哈达铺（今属宕昌县），歼敌鲁大昌部千余人，缴获长短枪千余支、轻重机枪六挺，旋以一部包围岷州（今岷县）城。此后，部队转战洮河、渭河间，扫荡地方反动势力，先后攻占漳县、洮州（今临潭县新城）、渭源、通渭四城及岷县、陇西、临洮、武山、会川等县广大地区；红二方面军转赴陇南，发起了成徽两康战役。
从9月30日开始，红四方面军分5个纵队从岷洮一带出发，向甘北地区进军。10月9日，红军总司令朱德、总政委张国焘，红四方面军总指挥徐向前、政治委员陈昌浩等率领红军总部机关、红四方面军总部机关及红四军、红三十一军各一部，到达会宁县城，与红一方面军第一师、第七十三师会师，受到红一方面军指战员的热烈欢迎。10月10日，中共中央、中华苏维埃中央政府、中革军委联合发布通电，热烈祝贺三大主力红军胜利会师。此后不久，红二方面军也从陇南进抵甘北地区，于10月22日在隆德县（时属甘肃，今属宁夏）将台堡同红一方面军第一军团会师。10月23日，朱德、张国焘率领红军总部到达靖远县东部之打拉池（今属白银市平川区），同红一方面军司令员彭德怀和红十五军团领导人徐海东、程子华等会合。至此，中国工农红军第一、二、四方面军实现了大会师，胜利结束了伟大的长征，为中国革命揭开了新的一页。
（五）英勇悲壮的西征
红一、四方面军会合后，中共中央及中革军委于10月11日发布了《十月作战纲领》，提出抓紧实施宁夏战役计划。还在红二、四方面军在甘川边境时，中共中央就提出了“宁夏战役计划”，拟在红军三大主力会师后，发起宁夏战役，消灭马鸿逵、马鸿宾部队，占领宁夏，扩大西北革命根据地，进而从宁夏、蒙古“打通国际路线”，解决战略依托问题。《十月作战纲领》的发布，把宁夏战役计划推进到了具体实施的阶段。《纲领》规定：红四方面军派一个军到靖远，一面“以加速度的努力造船”，一面侦察渡河点，准备先遣渡河；其余部队合力阻击南敌，“迟滞其前进”，争取宁夏战役的作战时间。攻宁部队“以一方面军西方野战军全部”和“四方面军之三个军组成之”；攻宁开始时间，依四方面军“造船情况决定”，至迟于11月10日前“完成一切攻击准备”。中革军委计划，红一方面军从金积、灵武一带渡河，红四方面军从靖远、中卫一带渡河，渡河后，从南北两路攻击马鸿逵、马鸿宾部。见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第287～288页。
10月18日，红四方面军部队已造船16艘，渡河点的侦察及其他准备工作也已基本完成，遂致电红军总部，拟于10月20日开始渡河。红军总司令朱德、总政委张国焘将此计划及时电报中央。当日，中革军委负责人毛泽东、周恩来即复电：三十军“至少备足十个船开始渡河为宜，恐船过少载兵不多，不能一举成功，二十日渡河问题是否推迟数日”。10月22日，毛、周又致电彭、朱、张，要他们在打拉池会面时，“首先注意宁夏战役的准备与部署问题”。10月24日，毛、周致电彭德怀，再次提出他同朱张会晤时“详商”红四方面军渡河问题，三十军“应迅速渡河，控制（黄河）西岸”。当晚，红三十军从靖远虎豹口抢渡成功，至10月30日，红三十军、红九军、红四方面军总部及骑兵师、妇女团等直属部队、红五军，共21800余人，依次渡过黄河，并在总指挥徐向前、政委陈昌浩率领下积极作战，击溃敌马步青的河防部队——骑五师主力，占领了靖远县西部和景泰县大部地区，为北进宁夏创造了条件。
这时，国民党中央军胡宗南等部共约20余万人，冲破红军防线，越过西兰公路，向北猛攻。河东红军在打拉池、海原一带设伏歼敌未果，受敌压迫，继续东撤。敌军进展很快，10月底一部已进抵黄河东岸，控制了渡口，隔断了黄河东西红军的联系；一部继续北进，接通了增援宁夏的道路。根据形势的急骤变化，党中央于11月8日做出了《作战新计划》，指出：由于敌“胡（宗南）、毛（炳文）、王（钧）、关（麟征）各部北进，我宁夏计划暂时已无执行之可能”，未渡河之红军分别组成南路军、北路军，在陕甘地区开展活动，寻机歼敌；已渡河之“徐（向前）、陈（昌浩）所部组成西路军，以在河西创立根据地，直接打通远方（苏联）”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第385～387页。。
11月11日，中共中央及军委正式批准河西红军组成西路军，并组织以陈昌浩为主席，徐向前为副主席的西路军军政委员会，“统一管理军事、政治与党务”工作；红四方面军总指挥部改为西路军总指挥部，以徐向前为总指挥，陈昌浩为政治委员，王树声为副总指挥，李特为参谋长，李卓然为政治部主任，郑义斋为供给部长，西路军总部即刻率西路军向河西走廊腹地进军，先后攻占古浪、永昌、山丹、临泽、高台五座县城，建立了永昌、山丹、临泽、高台四县的苏维埃政权。
河西是回族封建军阀马步芳、马步青盘踞多年的地盘，西路军进入河西，危及他们的生存和发展，于是调集三万余正规军和九万余反动民团，对西路军尾追堵截，拼命厮杀。西路军广大指战员坚决执行中央命令，不怕牺牲，浴血奋战，历经古浪、武威西四十里堡、永昌七坝八坝、水泉子、水磨关、十里铺、校场山、山丹、高台、临泽、张掖西洞堡、倪家营子等战斗，歼敌2.5万余人。由于西路军无根据地作依托，又无兵员、物资补充，在河西极寒冷的气候条件下，经常断粮断水，弹药奇缺，日夜同敌军恶战、苦战，自身遭受严重损失，红五军、红九军基本被打光。
在此期间，西路军曾奉党中央及军委之命，两次暂停西进，策应河东红军作战和西安事变之和平解决，在山永地区和临高地区徘徊长达两月之久，失去了西进新疆的有利时机。1937年3月初，西路军突围至祁连山北簏之三道柳沟，敌军又接踵而至，并发起疯狂进攻。西路军在这里浴血奋战11天，于11日晚趁夜突围，3月12日晨进入梨园口，向祁连山内转移。敌军骑兵又跟踪而来，红军连续血战，指战员大部分牺牲，一部分被敌军冲散，有组织的部队已不满3000人，西路军的西征至此失败。
3月14日下午5时许，西路军军政委员会在祁连山中的石窝召开会议，决定徐向前、陈昌浩离开部队，回陕北向党中央报告西征战况，所余部队分编为三个支队，在由李卓然、李先念、王树声、熊国炳等组成的西路军工作委员会领导下，开展游击活动，设法摆脱敌军追击，返回陕甘根据地。
石窝分兵后，王树声和张荣、曾日三、毕占云等领导的几支游击队，很快被敌人打散，人员一部分牺牲，一部分被俘，有些脱逃流散；李先念率领的左支队千把人进入祁连山深处，摆脱了敌人追击，爬冰卧雪，历尽艰险，到达了甘肃西部安西平原。这时，马步芳的骑兵又赶来堵截，在五营村、白墩子、红柳园等地连续发生激烈战斗，又牺牲了几百人。4月底，左支队终于到达甘肃、新疆交界地星星峡，只剩下400余人，受到中共中央代表陈云、滕代远的接应，进入新疆。
全国抗战爆发后，红四方面军所属之红四军、红三十一军改编为八路军第一二九师，开赴华北前线，抗击日本侵略军；进入新疆的西路军余部和流散的一部分同志，也分批返回延安，投入到抗日战争的洪流中。
