1934年8月，根据中共中央和中革军委指示，红6军团作为中央红军长征的先遣队，率先从湘赣苏区西征，为主力红军探路。

　　第54团全程留守湘赣苏区，未参与西征。1934年10月后，该团在反“围剿”中被打散，干部记录极少。

　　编制调整：红6军团与贺龙领导的红2军团（原红3军）共同组成红二、六军团总指挥部（1935年2月正式成立红二方面军），萧克任红6军团军团长，王震任政委，谭家述任参谋长，张子意任政治部主任。通过根据地扩红，红6军团从西征后的3,000余人恢复至5,000余人，下辖第17师、第18师（重建）。

　　反“围剿”作战，参与陈家河、桃子溪等战斗，歼灭国民党军第58师，巩固根据地。1935年6月，策应中央红军长征，发起湘西攻势，牵制国民党军11个师。

　　1935年11月19日，红二、六军团（红6军团为右路）从桑植出发，突破澧水、沅江封锁线军团在贵州毕节、云南昭通一带与国民党军周旋，完成“千里回旋”，摆脱追击。

　　1936年7月，红6军团抵达四川甘孜，与红四方面军会师，期间抵制张国焘分裂路线，坚定支持中央北上方针。

　　编制调整：红6军团划归红二方面军序列，下辖第16师、第17师、第18师（实际每师仅千余人），陈伯钧接任军团长（萧克调任红四方面军31军军长），王震仍任政委。

　　成徽两康战役：1936年9月，红6军团攻占甘肃成县、徽县，建立临时根据地，但遭胡宗南部猛攻，第17师政委汤祥丰叛变，部队损失严重。

　　1936年10月22日，红6军团抵达宁夏将台堡，与红一方面军会师，长征结束，全军仅存2,000余人。