Ngày 10 tháng 10 năm 1934 bắt đầu cuộc trường chinh. Hệ thống lãnh đạo được tổ chức rất chặt chẽ. Otto Braun, tư lệnh hồng quân, Bác Cổ, tổng bí thư Đảng, và Chu Ân Lai, chủ tịch Ủy ban Quân sự và phụ trách các vấn đề hành chánh; (Mao Trạch Đông khi đó chưa có quyền lãnh đạo Đảng Cộng sản Trung Quốc[8]) tư lệnh phó Chu Đức, giám đốc bộ chính trị Vương Gia Tường và tham mưu trưởng Lưu Bá Thừa. Hồng quân được phân làm hai lộ quân, lộ quân thứ nhất do Diệp Kiếm Anh lãnh đạo, lộ quân thứ hai do Lý Quế Nhân và Ðặng Phát chỉ huy.

Tương quan lực lượng lúc bắt đầu cuộc trường chinh như sau: Hồng quân có 90.000 quân với 33.243 khẩu súng đủ loại, trong đó có 651 súng hạng nặng, 38 khẩu moọc-chê, hai triệu băng đạn, gần ba ngàn đạn moọc-chê và gần 80 ngàn lựu đạn. Tưởng Giới Thạch huy động 100 trung đoàn, gồm khoảng từ 300 tới 400 ngàn quân để truy đuổi Hồng quân.

Để giữ bí mật và tránh bị quân Quốc dân đảng truy kích đoàn người ngày nghỉ đêm đi, chọn những con đường mòn, và tránh những con lộ lớn. Lúc này quân Quốc dân đảng vẫn chưa khám phá được cuộc rút lui của Hồng quân, và chưa bắt đầu cuộc truy kích, Tưởng Giới Thạch vẫn yên trí Hồng quân sắp bị tận diệt đến nơi và không còn cách nào thoát được vòng vây của quân Quốc dân đảng.

Ngày 21 tháng 10 năm 1934, Hồng quân vượt qua vòng vây đầu tiên của Quốc quân tại vùng cực nam của Giang Tây. Tại đây họ gặp một sức kháng cự yếu ớt của một đơn vị quân Quốc dân đảng. Khi biết được cuộc di chuyển của Hồng quân, Thống chế Tưởng Giới Thạch ra lệnh truy kích. Ngày 30 tháng 10, họ Tưởng phong sứ quân Hồ Giản của tỉnh Hồ Nam làm Tổng tư lệnh lực lượng truy kích, và yêu cầu Hồ Giản kết hợp với Sử Du và Chu Hùng Viện hai tướng thiện chiến đem 15 sư đoàn bao vây và phục kích Hồng quân tại sông Tương Giang.

Trận đánh sông Tương Giang kéo dài một tuần lễ, từ ngày 25 tháng 11 đến ngày 3 tháng 12 đã gây ra thiệt hại to lớn cho Hồng quân Trung Quốc. Sư đoàn Thanh niên cộng sản, Sư đoàn 34, Trung đoàn 18 của đệ tam quân và phần lớn Đệ bát quân đoàn bị quân Quốc dân đảng tiêu diệt hoàn toàn. Sư đoàn 1 có 2800 binh sĩ lúc khởi đầu cuộc Trường Chinh, nhưng khi qua sông Tương Giang chỉ còn lại 1400 người. Nguyên soái Lưu Bá Thừa nhận định: "Mặc dầu Hồng quân vượt qua được sông Tương Giang, nhưng phải trả một giá quá đắt. Hơn phân nửa hồng quân bị tiêu diệt"[9]. Rất nhiều dụng cụ như máy chiếu điện, súng lớn, máy phát điện phải ném xuống sông Tương Giang. Trận Tương Giang là một trận dữ dằn và đẫm máu nhất của Hồng quân trong suốt cuộc Vạn Lý Trường Chinh[10].

Sau trận đánh tại Tương Giang, tinh thần của quân lính rất ảm đạm,[11] các chỉ huy hồng quân trở nên bất mãn, tức giận và mong muốn một sự thay đổi quyền lãnh đạo. Đúng lúc đó Mao Trạch Ðông trình bày một kế hoạch mới để cứu vãn 30 ngàn hồng quân khỏi bị tiêu diệt hoàn toàn. Mao đề nghị:

• Loại bỏ kế hoạch tiến thẳng 250 dặm nữa về phía bắc, vượt qua Hồ Nam để tới căn cứ của tướng Hạ Long; chuyển hướng về căn cứ của Trương Quốc Đào tại phía bắc Tứ Xuyên. Căn cứ của Trương Quốc Đào rộng đến 40 ngàn kilômet vuông, có 3 triệu rưỡi dân và 80 ngàn quân, được trang bị và huấn luyện tốt. Căn cứ này xa hơn nhiều nhưng bảo đảm được sự sống còn của Hồng quân.
• Đốt bỏ những tài liệu văn khố nặng nề đang mang theo, chôn giấu những máy móc cồng kềnh và những vũ khí thặng dư.
• Số hồng quân sống sót chuyển biến thành một lực lượng nhẹ nhàng, hoạt động mau lẹ, tiến quân và chiến đấu linh động hơn.

Ðề nghị của Mao được chấp thuận, đây là một chuyển hướng quan trọng cho sự thành công của cuộc Vạn Lý Trường Chinh.

Ngày 7 tháng 1 năm 1935, Hồng quân chiếm Tuân Nghĩa, một thị trấn cực bắc của Quý Châu. Tại Tuân Nghĩa, Bộ Chính trị triệu tập một cuộc đại hội mở rộng. Trong đại hội, quyền lãnh đạo đảng và quân đội của Lý Đức và Bác Cổ bị chống đối một cách quyết liệt. Kết quả hội nghị là Trương Văn Thiên (tức Lạc Phủ) lên làm Tổng Bí thư, Bộ Chính trị gồm: Trương Văn Thiên, Mao Trạch Đông, Chu Ân Lai, Bác Cổ, Hạng Anh, nhóm thân Nga mất quyền lãnh đạo, quyền hành thực tế vào tay Mao Trạch Đông.

Vượt thoát cuộc truy kích của quân Trung Quốc Quốc dân đảng, đầu tháng 6 năm 1935, Hồng quân vượt Đại Tuyết Sơn cao hơn 16.000 feet, quanh năm tuyết lạnh. Nhiều Hồng quân đã ngã gục, chết vì đói lạnh và kiệt sức. Cũng tại đây Chu Ân Lai đã nhiễm cảm lạnh và suýt chết. Ðến tháng bảy thì Hồng quân xuống được rặng núi. Sau rặng Ðại Tuyết Sơn, Hồng quân chỉ còn lại 25 ngàn người sống sót, kể cả phụ nữ và trẻ con. Khoảng giữa tháng 8 năm 1935, Hồng quân vượt Cánh đồng cỏ hoang gần Tây Tạng, họ phải chịu sự đói khát, lạnh giá, thời tiết bất thường, thiếu dưỡng khí và muối, rất nhiều người đã mãi mãi nằm lại đầm lầy. Đầu tháng 9 năm 1935, Hồng quân thoát khỏi đầm lầy, cuối tháng 10 thì tới được Diên An (mục tiêu của cuộc rút lui), số người tham gia cuộc Vạn lý Trường chinh còn không tới một phần mười.

Trong cuộc Vạn lý Trường chinh, Hồng quân đã vượt qua 18 rặng núi, 24 con sông lớn, đi qua 11 tỉnh của Trung Quốc, đã chiếm được 12 thành phố, đụng độ với quân đội của 10 sứ quân, và phải đương đầu với một triệu quân của Tưởng Giới Thạch. Họ cũng phải đi qua 6 khu vực của người thiểu số thù địch[12].

Cuộc Vạn lý Trường chinh đã xác lập một cách chắc chắn quyền lãnh đạo của Mao Trạch Đông đối với Đảng Cộng sản Trung Hoa. Những người tham gia khác cũng đã trở thành những nhà lãnh đạo đảng nổi bật như Chu Đức, Lâm Bưu, Lưu Thiếu Kỳ, Đổng Tất Vũ, Diệp Kiếm Anh, Lý Tiên Niệm, Dương Thượng Côn, Chu Ân Lai và Đặng Tiểu Bình hoặc các tướng lĩnh như: Hứa Thế Hữu...