1936年10月9日，朱德、张国焘、徐向前、陈昌浩率红军总部、红四方面军总指挥部到达甘肃会宁，与红一方面军会师
三大主力红军会师
1936年9月下旬，红四方面军继续北进。10月9日，红四方面军指挥部到达会宁，与红一方面军会合。红二方面军于9月中旬连克甘肃省东南部的成县、康县、徽县、两当，10月迅速向北转移。10月21日，贺龙、任弼时、关向应、刘伯承在平锋镇与红一方面军第一军团代理军团长左权、政治委员聂荣臻会面。10月22日和23日，红二、红六军团分别在将台堡、兴隆镇同红一方面军会师。至此，红二、红四方面军完成了长征。
中国工农红军第一、第二、第四方面军在极端艰险的条件下，先后进行了战略大转移。红军冲破国民党军队的围追堵截，克服雪山草地的险阻，经受饥寒伤病的折磨，战胜党内分裂的危机，终于胜利完成跨越十几个省、总行程达数万里的长征。长征的胜利，成为中国革命转危为安的关键。虽然失去了南方原有的根据地，损失了很大一部分力量，但是保存和锻炼了中国共产党和红军的骨干，沿途播下了革命的种子。正当抗日战争的烽火即将在全国燃烧起来的时候，三支主力红军为担负中国革命的新任务而在西北会师，这是一个具有伟大历史意义的事件。长征实现红军的战略大转移，是在遵义会议确立以毛泽东为核心的新的中央正确领导下取得的。它的胜利表明，中国共产党及其所领导的中国工农红军具有战胜任何困难的无比顽强的生命力，是一支不可战胜的力量。长征的胜利，是一曲响彻云霄、震撼神州的革命英雄主义的凯歌。长征中红军所表现出来的坚定的共产主义理想、革命必胜的信念、艰苦奋斗的精神和一往无前、不怕牺牲的英雄气概，构成了伟大的长征精神，成为激励共产党人和人民军队继续前进的强大动力。
在三大主力红军会师的时候，中共中央和中革军委把宁夏战役作为政治上、军事上打开新局面的决定的一环，抓紧进行部署。1936年10月11日发布的《十月份作战纲领》，要求全军争取用一个月时间进行休整，并做好渡过黄河等各种准备，然后红军主力向北发展，夺取宁夏。根据中革军委的命令，红四方面军第三十军于10月25日渡过黄河；随后，红四方面军第九军和方面军总部及第五军也渡过黄河，准备执行宁夏战役计划。
从10月20日开始，蒋介石调集十几个师由南向北大举进攻，企图消灭红军于黄河以东的甘肃、宁夏边境地区。针对这种情况，10月25日，中革军委提出“今后作战第一步重点，应集注意力于击破南敌，停止追击之敌”，“第二步重点集注意力于向北”。在具体部署中，规定红四方面军的两个军先行渡河，其余的集中阻止南线来犯的敌军。这时，张国焘仍对重点击破南线之敌缺乏信心，虽然表示同意中央的部署，但又不断提出异议。
为了加强对各部红军的统一指挥，中革军委于10月28日任命彭德怀为前敌总指挥兼政治委员，刘伯承为参谋长，准备组织海（原）打（拉池）战役，重点打击胡宗南部。而张国焘却命令红四方面军在黄河以东的第四、第三十一军调离前敌总指挥部指定的作战位置，致使战役计划未能落实。胡宗南部于10月底至11月打通增援宁夏的道路，隔断了河东红军主力和河西部队的联系。这样，红军夺取宁夏的计划被迫中止执行。
西渡黄河的红军2.18万人迅速击破敌人阻击，占领一条山大部村寨和五佛寺一线。10月28日，中共中央及中革军委电示红军总部及红一、红二、红四方面军，强调“目前我们已处在转变关头，三个方面军紧靠作战则有利，分散作战（则）削弱，有受敌人切断并各个击破之虞，更不能达到扩大苏区，扩大红军，把红军提高（到）新阶段，争取抗日统一战线胜利之目的”。10月30日，中革军委指示河西部队暂时控制一条山、五佛寺地区休息待机，准备在击破南线敌人后继续北取宁夏。11月初，红四方面军指挥部因该地人烟稀少，粮缺水咸，加上连日激战，大部队不便久停，数电红军总部及中革军委请示河西部队的行动方针，并建议“若主力不能迅速渡河”，“我方决先向大靖、古浪、平番、凉州行”。11月3日，中革军委电令红四方面军河西部队：“所部主力西进占领永登、古浪之线，但一条山、五佛寺宜留一部扼守。”11月5日，朱德、张国焘致电河西部队，指令其以消灭马步芳部为主要任务，“独立开展一个新局面”，“首先占领大靖、古浪、永登地区，必要地（时）应迅速占领凉州地区”。河西部队于11月6日向中革军委提出平（番）、大（靖）、古（浪）、凉（州）战役计划，7日又向中革军委建议组织党的西北前敌委员会和军委西北分会。11月8日，毛泽东、周恩来电示：“徐、陈向凉州进，作战时集中兵力打敌一旅，各个击破之。”11月9日，徐向前、陈昌浩率河西部队开始西进。11月11日，中共中央和中革军委致电红四方面军领导人，令河西部队称西路军，领导机关称西路军军政委员会，管理军事、政治与党务，以陈昌浩为主席，徐向前为副主席。
这时，河东的敌情仍很严重。11月中旬，中革军委根据胡宗南部第一军进攻的形势，接连下达指示，指出“目前中心是打破敌之进攻，然后才能开展局面，才有利统一战线”，并规定各部队首长须绝对服从前敌总指挥彭德怀的命令。在彭德怀统一指挥下，河东的红一、红二、红四方面军各路部队陆续向甘肃环县以北的山城堡南北地区集中，并于11月21日一举攻入山城堡，取得歼敌一个多旅的胜利。这是三大主力红军会师后取得的第一次胜利，显示了红军团结战斗的威力，对于挫败国民党军队的进攻，巩固陕甘宁根据地，促进逼蒋抗日方针的实现起了积极的作用。
对于深入河西走廊的红军西路军，蒋介石指使马步芳、马步青等部进行围追“兜剿”。西路军广大干部、战士坚决执行中央命令，不怕牺牲，浴血奋战。西路军由于无根据地作依托，又无兵员、物资的补充，孤军作战，虽然毙伤俘敌约2.5万余人，但在敌众我寡的极端不利的情况下最终失败。红五军军长董振堂和红九军军长孙玉清、政治委员陈海松等许多干部、战士壮烈牺牲。1937年3月14日，在国民党军队围困中的西路军军政委员会召开会议决定，徐向前、陈昌浩离开部队，回陕北向中央报告，其余的部队分成三个支队，在由李卓然、李先念等组成的西路军工作委员会的统一领导下，转入祁连山区打游击。
中共中央和中革军委对西路军的安危极为关怀，除在西路军西进过程中给以指示外，当西路军处于困境时，还通过政治谈判等，尽一切努力争取马步芳、马步青停止对西路军的攻击和追击。1937年2月下旬，组成以刘伯承为司令员、张浩为政治委员的援西军前往增援。援西军在抵达镇原、平凉地区时，得知西路军业已失败，才没有继续前进。随后，中共中央利用统战关系，竭尽全力营救被俘人员和收容失散人员，使数千名西路军干部、战士先后回到陕甘宁地区。李先念率领的西路军左支队，历尽艰险，于1937年4月底到达甘肃、新疆交界的星星峡。这时部队还有400余人，得到中共中央代表陈云、滕代远的接应，进入新疆。他们在全国抗日战争爆发后分批返回延安。
西路军所属各部队，是经过中国共产党长期教育并在艰苦斗争中锻炼成长起来的英雄部队。在极端艰难的情况下，在同国民党军队进行的殊死搏斗中，西路军的广大干部、战士视死如归，创造了可歌可泣的不朽业绩，在战略上支援了河东红军主力的斗争。西路军干部、战士所表现出的坚持革命、不畏艰险的英雄主义气概，为党为人民的英勇献身精神，是永远值得人们尊敬和纪念的。
1937年3月，中央政治局在延安召开扩大会议。会议除讨论政治形势外，还深入揭发和批判张国焘分裂党和红军的严重错误，并作出《关于张国焘同志错误的决议》，指出张国焘的错误是战争中的右倾机会主义，其内容是退却路线、军阀主义和反党行为的综合，其根源是中国封建军阀的意识在党内的反映；张国焘的错误已给党和红军造成严重的危害。
中央政治局扩大会议坚持党内斗争的正确方针，把红四方面军广大干部、战士为革命英勇奋战的献身精神，同张国焘的反党错误严格区分开来。会议号召全体红军在开展反对张国焘错误的斗争中，紧密地团结在中共中央周围，以完成伟大的革命任务。对于张国焘本人，中共中央也尽力予以团结和争取。鉴于张国焘在4月6日写的《我的错误》的声明书中，表示以后绝对忠实于中央的路线，中央决定再一次给他认识错误和改正错误的机会，对他的问题在组织上没有作结论，并建议由他担任陕甘宁边区政府副主席。但张国焘阳奉阴违，始终玩弄两面派的手法，表面上承认错误，实际上拒绝党对他的教育和挽救，终于在1938年4月逃出陕甘宁边区，当了国民党的特务。4月18日，中共中央宣布开除张国焘的党籍。这一决定得到全党的一致拥护。反对张国焘分裂主义的斗争，巩固了党和红军的团结，为争取实现党在新的历史时期的任务，创造了一个有利的条件。