红四方面军离开鄂豫皖革命根据地后，张国焘在节节失败的情况下，对于总指挥徐向前的态度变得谦虚了，他把军事行动的指挥权交给徐向前。徐向前率领军队历时两个多月，转战3000余里，在军队体力消耗很大、衣单鞋缺情况下，又率领红军攀鸟道、履冰雪、战风寒、翻越人迹罕至的大巴山。四方面军翻过大巴山，直下通江县城。尔后，兵分3路：徐向前率两个师西进巴中；陈昌浩、王树声率1个师北取南江；王宏坤率1个师东向万源。张国焘率总部及后方机关坐镇通江及苦草坝。一个月之内，红军连战皆捷，共歼敌3个团，击溃8个团，占领通江、南江、巴中3县。南江北部的土著武装任玮璋部2000余人，在共产党人张逸民的说服下，起义参加了红军。
四川境内“诸侯”蜂起，军阀刘存厚、刘湘、刘文辉、田颂尧、邓锡侯、杨森、李家钰、罗泽州等割据各方，连年混战。蒋介石鞭长莫及，只得暂时睁一只眼闭一只眼。1932年底，刘湘同刘光辉开展争夺成都的大混战。各大小军阀多被卷入，争当“四川王”。以川北为大本营的第29军军长田颂尧，在“二刘之战”中，站在刘湘一边，倾其主力30个团西出成都参战，后方仅有十几个团的防兵。红军乘机占领了川北3县。田颂尧在川北一角割地称雄，从未同红军较量过，认为红军不过是些东流西窜的“残匪”，不放在眼里。追击红四方面军的胡宗南、刘茂恩等蒋介石嫡系部队，要从陕南入川“进剿”，田颂尧怕请神容易送神难，拒绝他们进川。刘茂恩部从陕南进万源，退了回去；胡宗南部队从汉中进到川陕交界处，也被迫退去。老牌军阀刘存厚忧心忡忡地致信田颂尧，要他罢战成都回兵“剿赤”。田颂尧回信说：“区区之灾，何以老师费心！”他打着如意算盘，待取成都后，再搬师“回剿”。
红四方面军便在川北建立根据地，部队有了粮食和衣服，战士涤尽满身征尘，面貌焕然一新：红军离开了大别山，到了大巴山！”
徐向前将3个师部署于巴中、南江一线，对付田颂尧；以1个师部署在通江及其以东地区，牵制刘存厚部，并保障后方的安全；另以少许兵力监视陕南之敌。红军总部以张国焘、徐向前、陈昌浩名义，致书刘湘、杨森、刘存厚等，提出互不侵犯。又派徐一新等去陕南，同孙蔚如谈判，双方达成互不侵犯默约。
1933年2月，正式成立了川陕省工农民主政府，下辖红江、赤江、赤北、南江、巴中5县，以及巴中特别市，陕南特区。
张国焘、徐向前、陈昌浩3人又明确分了工。张国焘有中央代表、西北军委主席、中华苏维埃副主席等职；陈昌浩虽然最年轻，但他是莫斯科中山大学毕业生，能写能讲，任红四方面军政委，张国焘也不得不让他几分。张国焘、陈昌浩等负责政治、政府工作、群众工作、后方工作、肃反工作、支前工作等。徐向前很有军事才华，张国焘、陈昌浩不能不倚重和依赖他，让他分管作战。
2月18日，坐镇阆中的田颂尧令孙震率主力38个团6万余人，分左中右路向通江、南江、巴中进击，称之为“三路围攻”。
徐向前以“收紧阵地”和“决战防御”的方针破敌围攻。即先以少许兵力，卡住山险隘路狭谷，凭险坚守，节节抗击，逐次向中心退却，诱敌深入，消耗和疲惫敌人；待敌人兵力分散，疲劳沮丧，攻势衰竭时，再举反攻，重点突破，两翼迂回，一举歼敌。
从2月下旬至6月中旬的4个月中，红四方面军反“三路围攻”胜利结束，先后共毙伤敌军1．4万余人，俘敌旅参谋长李汉城以下1万余人，把田颂尧的兵力吃掉近1A2。革命根据地扩展到3万平方公里，人口逾200万。红四方面军猛扩到4万人。
6月底，红四方面军进行了整编，整编后的红四方面军是：
总指挥 徐向前 政委兼政治部主任 陈昌浩
副总指挥 王树声 政治部副主任 傅钟 曾传六
第４军军长 王宠坤 政委 周纯全
政治部主任 徐立清
第30军军长 余天云 政委 李先念
参谋主任 文建武 政治部主任 张成台
第９军军长 何畏 政委 詹才芳
副军长 许世友 参谋主任 王学礼
政治部主任 王新亭
第３１军军长 王树声(兼) 政委 张广才
政治部主任 黄超
张国焘借口部队“不纯”，进行大“肃反”。张国焘这次“肃反”的主要矛头指向批评过他的曾中生等一批优秀的领导骨干。
原来红四方面军撤离鄂豫皖苏区向西北转移，越过秦岭来到城固西北约40公里的小河口时，曾中生、旷继勋、余笃三、张琴秋、朱先等，由于对张国焘在红军撤出鄂豫皖苏区后无止境退却感到怀疑和不满，准备派人到中央去报告，后改为由曾中生以书面形式向张国焘陈述众人意见，要求停止向西北无止境的退却，争取在陕鄂一带创建新的根据地，希望张能采纳这个意见，并转报党中央。张国焘闻知后，即在小河口召开了师以上干部会议。众人便对张提了不少意见和批评，要求把今后的行动方针电告中央。张国焘表面上表示欢迎众人的意见，宣布成立前敌委员会，任命曾中生为西北军事委员会参谋长，张琴秋为总政治部主任；但他并不报告中央，对众人意见不置可否，暗下决心报复。
张国焘诬蔑曾中生是“右派”、“与托陈派、改组派、AB团、第三党联合起来，形成小组活动”，秘密地逮捕了曾中生、旷继勋、余笃三等高级干部。张国焘亲自审讯。
在前线指挥作战的徐向前闻讯，极为震惊，打电话问陈昌浩：
“逮捕曾中生有什么根据？我对曾中生是了解的，中央也了解他，他绝不是反革命，不能这样对待他！”
陈昌浩支吾搪塞地说：“这是张主席决定的，不过是审查审查罢了。”
张国焘哪肯罢休，终于将曾中生、旷继勋、余笃三和一批曾在战场上英勇杀敌的干部、战士处决。四川白区党组织派来的200余名党团员，几乎被杀光。张国焘和陈昌浩以及保卫局搞了一个“黑名单”，他们要抓谁杀谁，就抓谁杀谁，甚是厉害。
徐向前在1933年8至10月，趁田颂尧、杨森、刘存厚等慑于红军威力，躲进老窝，刘湘、刘文辉争雄之机，接连发动3个战役，即攻打田颂尧部的仪陇、南部战役，攻打杨森20军的营山、渠县战役，攻打老牌军阀23军军长刘存厚的宣汉、达县、万源战役。
红军在仪陇、南部战役中，歼敌3000余人，缴枪1000余枝。在营山、渠县战役中，歼敌3000余人，缴枪2500余枝。在攻打刘存厚的战役中，将刘存厚部15个团2万余人击溃，刘存厚的独立王国遂告覆灭，红军缴枪8000余枝。另外，此次战役，得到王维舟的川东游击军的积极配合。王维舟是1931年由中共四川省委派到宣汉、达县地区开展游击活动的。王维舟是当地人，又有发动游击战争的经验，很快建立起游击军，多次给刘存厚部以打击。此战役结束后，川东游击军被改编为红23军，王维舟任军长，杨克明任政委，罗南辉任副军长。
3次进攻战役胜利，红四方面军扩展到近8万人，根据地扩展到4．2万余平方公里，西抵嘉陵江东岸，东至万源、城口，南达营山、渠县、开江、开县地区。四川军阀为之大震。蒋介石气急败坏，电责刘存厚“御匪无方，轻弃防地，着褫职听候查办”。是时，“二刘之战”终以刘文辉军败北退居西康而告结束，蒋介石命刘湘为四川“剿匪”总司令，令其迅速纠合各路军阀全力“剿赤”，如有“剿匪不力者，将严惩不贷”。
踌躇满志的刘湘，决心以其21军为基干，回师“剿赤”。蒋介石拨款200余万元，枪1万余枝，子弹500万发资助，并限令3个月内将徐向前的红军“肃清”。
1933年11月，刘湘聘请“一贯先天大道”头头、外号“刘神仙”的刘从云为最高顾问，以6路大军“进剿”红军。6路大军是：第一路为28军，总指挥邓锡侯，进击木门、南江方向，阻止红军“西窜”；第二路为29军，总指挥田颂尧，由苍溪、阆中向巴中方向进攻，阻截红军“南窜”；第三路为新编6师和23师，总指挥李家钰、副总指挥罗泽州，由南充、蓬安向巴中东南方向进击；第四路为20军，总指挥杨森，由广安、岳池向鼎山场、通江方向进击；第五路为21军，总指挥王陵基，由开江、开县向宣汉、达县、万源方向进击；第六路为23军，总指挥刘邦俊，由开县、城口向万源方向进击。
6路总兵力110余团，20万余之众。
徐向前制定粉碎敌人围攻的对策：积极防御，诱敌深入，收紧阵地，节节抗击，待机反击，重点突破。同时广泛发动群众，党政军民总动员，一切为了战争的胜利。具体部署是：东线为主要防御方向，配以第四军、第九军和第三十军各两师及第三十三军，由徐向前指挥，对付敌之五、六两路；西线为牵制方向，配以第三十一军主力、30军和9军各1师，以王树声、李先念共同指挥，对付敌之一、二、三、四路；另以31军的两个团监视陕南之敌军。各县区的地方武装和游击队、赤卫军，就地配合红军作战。
从1933年12月至1934年10月，刘湘先后发动了6次总进攻。红四方面军在10个月的反6路围攻中，取得了胜利。
东西线先后歼敌8万余人，缴枪3万余枝，炮100余门，击落飞机1架。刘湘损兵折将，难于为继，请免四川“剿匪”总司令职。
1934年11月，红四方面军为表扬战役过程中功绩突出的部队，授予9军73团“攻如猛虎”、75团“守如泰山”奖旗；授予30军263团“钢军”、265团“夜老虎”奖旗；授予31军274团“夜袭常胜”、33军269团“百发百中”奖旗。
1934年底，蒋介石以复职后的刘湘及川中内外绅士迭请中央派兵入川为口实，着嫡系部队胡宗南一部，由甘入川，接管了川北咽喉要地广元、昭化等地防务。在川陕苏区周围，蒋介石重新部署的“会剿”兵力达200个团以上，企图以稳扎稳打、筑碉封锁，步步为营、南北夹击的合围战术，置红四方面军于死地。在此严峻的形势下，张国焘拖着悲观的腔调对徐向前说：
“你看将来怎么办？现在苏区物力、财力很困难，如果刘湘再发起新的进攻，该怎么个打法？我们去汉中行不行？”
徐向前回道：“原来我和先念同志主张趁敌人溃退时，派一部兵力从南郊渡江、跨嘉陵江两岸发展，你没有同意，现在敌人增兵固守已不好办了。汉中地区是去不得的，南面是巴山，北面是秦岭，回旋余地不大。我们还是依托老区想办法为好。”
接着，徐向前制定了“依托老区，发展新区”，以打击胡宗南部为主要目标，夺取甘南，将川陕根据地发展为川陕廿根据地的计划。经红四方面军总部讨论通过。张国焘也表示赞同。尔后便开始了新的作战准备工作。
1935年1月22日，红四方面军趁胡宗南部刚刚入川，进据广元、昭化立足未稳之际，先取广昭，后击甘南，发起广昭战役，很快完成了对广元、昭化的包围，24日开始攻城。不料，敌军凭坚固守，红军久攻难克，且相持下去十分不利。2月初，徐向前、陈昌浩决定撤围回师，另图发展。
徐向前等回到川陕苏区后，在旺苍出席军事会议，讨论策应中央红军北上问题。中共中央及中央军委来电，要求四方面军向嘉陵江以西进攻，策应中央红军渡江北上。会议经过讨论，决定立即投入强渡嘉陵江，策应中央红军北上的准备工作。由31军和总部工兵营大力收集造船材料，隐蔽造船，并进行强渡江河的训练，同时派兵进击陕南，迷惑和调动沿江的守敌向北，为在苍溪、阆中一带渡江创造战机。
会后，徐向前率12个团突袭陕南，十多天内先后攻占了宁强、淝县和阳平关等重镇，歼灭国民党军4个团，俘敌4000余人。蒋介石急忙调兵向川陕边境增援。蒋军3个师、1个旅和5个江防团向陕甘南部移动。红军达到虚晃一枪、调动敌人之目的，于2月中旬回师川北，拟从嘉陵江中段渡江西进。
徐向前命东线红军逐步收缩，向嘉陵江东岸集中。3月初，徐向前率兵一部克苍溪、仪陇，歼敌5个团，而后带参谋人员沿江勘察地形，选择强渡地点。
3月28日夜，徐向前发出渡江命令。红军乘船飞速驶向对岸，一举攻占了滩头阵地，全歼守敌1个营，尔后趁势架起浮桥，后续部队陆续渡江疾进，川军的江防被冲开。
红四方面军胜利渡江后，连克阆中、南部、剑阁，尔后攻险关要隘剑门关。4月2日，全歼剑门关守军3个团。剑门关战斗结束后，红军乘胜推进，攻占了昭化。接着，红军又攻克了平武、梓潼、彰明、北川等，先后攻克了8个县城，共歼川军1万余人。但红军攻江油不下，徐向前不断打电报给张国焘、陈昌浩，催后续部队来援，及早进击甘南。
此时，张国焘认为红四方面军已处在受敌人南北夹击的不利局面，决定放弃川陕根据地，并决定只留下刘子才、赵明恩等300余人就地坚持斗争，开展游击战争，因此丧失了进击甘南的战机。
5月上旬，红四方面军决定向川西发展，在川康边建立根据地，策应中央红军北上。于是，红四方面军陆续撤离梓潼、剑阁、中坝、彰明等地，向北川、茂县一带进发。
徐向前率9军、30军经北川、墩上、土门、攻占茂县；四方面军一部沿岷江南下控制汶川、理县一带；4军、31军一部北进至松潘、镇江关、片口等地，与胡宗南部对峙。红四方面军总部驻茂县，徐向前率前指驻理县下东门。
6月16日，四方面军30军政委李先念部在懋功同一方面军胜利会师。四方面军给一方面军送来了许多慰问品，如衣服、草鞋、毯子、皮衣、毛衣、牙粉、粮食等等，处处是欢迎两军会师的醒目标语。会师后的红军达10万余人，其中一方面军2万余人，四方面军8万余人。
6月24日，党中央及一方面军来到两河口。次日，张国焘骑骏马带秘书长黄超和一队骑兵卫士，30余人冒雨飞马而来，毛泽东、周恩来、张闻天、博古、朱德等人冒雨前去欢迎。张国焘下了马，却站在那儿不动，显出一种傲慢态度。党中央为张国焘开了欢迎会。毛、周、张、博等并不因张国焘表现傲慢无理的态度而对他有所冷淡，当晚同他进行了热情而耐心的交谈。
6月26日，在两河口召开了政治局扩大会议，讨论战略行动方针。周恩来作了目前战略方针的报告，提出红军去川陕甘建立革命根据地。在讨论时，张国焘首先发言，提出向川康边发展的方针。由于毛泽东、张闻天、博古、朱德、王稼祥和其他人都同意周恩来的意见，张国焘见没有人同意他的意见，便表示同意北上。会议作出《关于一、四方面军会合后战略方针的决定》。接着，政治局作出决定，增补张国焘为军委副主席，徐向前、陈昌浩为军委委员。军委制定了《松潘战役计划》，规定红一、四方面军分编为左、中、右3个纵队和岷江支队，分别经卓克基、大藏寺、马塘、黑水、芦花等地向北前进。
两河口会议后，中央派出刘伯承、王稼祥、李富春、林伯渠、李维汉等组成中央慰问团，到红四方面军进行慰问。
而张国焘在两河口会议上，虽然表示同意北上，但他回到红四方面军总部驻地理县时，便召开活动分子会议，说：“中央是一方面军的中央。”“一方面军的损失和减员应由中央负责”、“遵义会议是不合法的。”
当李富春抵理县时，张国焘提出统一军事指挥，充实总司令部、军委设常委，徐向前、陈昌浩参加总司令部工作，以徐为副总司令，陈为总政委等。李富春因事关重大，立即向中央作了报告。
张国焘还授意川陕省委向中央提出改组军委和红军总司令部的要求。陈昌浩则致电中央：“请焘任军委主席，朱德任总前敌指挥，周副主席兼参谋长。政治局决定大方针后，给军委独断专行权。”他还致电军委主席朱德，提出由张国焘任军委主席，否则无法顺利消灭敌人。
张国焘利用陈昌浩和张闻天过去是苏联中山大学的同学关系，策动陈昌浩多次约张闻天“恳谈”，希望张闻天能以中央负责人的身份支持张国焘。张国焘又派秘书长黄超到红三军团，向彭德怀送牛肉干、大米和银元，游说彭德怀，打听会理会议情况等。陈昌浩找聂荣臻谈话，摸他对遵义会议、会理会议的态度。张国焘对红四方面军指战员说：
“他们是洋鬼子，修洋头，穿西装、戴眼镜，提着菜盒子，看不起我们四方面军这些老土，不想要我们。”
在张国焘的挑斗下，有的教条主义者指责四方面军有“土匪作风”，“政治落后，撤离鄂豫皖和退出川陕苏区是‘逃跑主义’”。两方面军的部分指战员之间，发生了谩骂、殴斗、抢粮、抢枪等不愉快事件。
毛泽东、周恩来、张闻天、博古、朱德等为了团结四方面军指战员，对组织作了调整。在讨论这个问题时，张闻天提出把自己担任的总书记职务让给张国焘，周恩来提出把他的红军总政委职务交给张国焘，朱德也提出把他的总司令职务给张国焘。毛泽东说，总书记的职务不能交给他，那样革命的性质就会改变，总政委可以交给他。
张国焘并不想要总书记职务，他说，总书记你们当吧，现在是打仗呗。于是红军进行改编。
红军总司令 朱 德 总政委 张国焘
总政委部主任 陈昌浩 总政治部副主任 周纯全
总参谋长 刘伯承
前敌指挥部总指挥 徐向前 政委 陈昌浩
参谋长 叶剑英
红一方面军司令员兼政委 周恩来
第1军(1军团改编)军长 林 彪 政委 聂荣臻 参谋长 左 权
第3军(3军团改编)军长 彭德怀 政委 杨尚昆 参谋长 肖劲光
第5军(5军团改编)军长 董振堂 代政委 曾日三 代参谋长 曹里怀
第32军(9军团改编)军长 罗炳辉 政委 何长工 参谋长 郭天民
红四方面军总指挥 徐向前 政委 陈昌浩
第四军军长 许世友 政委 王建安 参谋长 张宗逊
第９军军长 孙玉清 政委 陈海松 参谋长 陈伯钧
第30军代军长 程世才 政委 李先念 参谋长 李天佑
第31军军长 余天云 政委 詹才芳 参谋长 李聚奎
第33军军长 罗南辉 政委 张广才 参谋长 李 荣