9月18日随军进驻甘南的哈达铺。陕甘支队在此整编。
9月27日在榜罗镇看到国民党报纸上有关陕甘苏区的消息，遂向中央提出北上陕北的建议。
10月19日协助彭德怀指挥部队击溃尾追敌骑兵一部，进驻吴起镇。
10月22日出席在吴起镇召开的中共中央政治局扩大会议。会议决定党和红军今后的战略任务是建立西北的苏区，领导全国大革命。
11月3日任中国工农红军第一方面军参谋长。
11月8日任中国工农红军西北革命军事委员会（即中革军委）参谋部参谋长。
11月下旬协助毛泽东、彭德怀指挥部队进行直罗镇战役，粉碎了国民党军对陕甘革命根据地的第三次“围剿”。
12月下旬根据瓦窑堡会议确定的渡河东征之战略方针和西北军委作战计划，赴前线勘察渡河地点，拟制部队作战行动方案：
本月任东北军工作委员会副书记。
1936年39岁
1月底与毛泽东、彭德怀在延长县召开会议，进一步研究东征作战问题。
2月2日致电毛泽东，彭德怀，提出部队渡河具体计划随后，率一方面军直属队开往川口镇集结待命。
2月下旬至4月下旬指挥抗日先锋军中路军在石楼、中阳、永和地区牵制和吸引晋绥军主力，配合左右两路军作战。
5月上旬参与制定《西征战役计划》。
6月中旬奉命去蟠龙、玻璃坡、石家砭等地，了解中央军、东北军的兵力部署、进军动态等情况，并利用关系，对东北军第一○七师、第一一七师官兵进行统战工作。
7月上旬至8月赴安塞领导东线工作委员会，进行对东北军的统战工作。
8月17日任洛川工作委员会书记。
8月底奉命作为中共中央常驻代表密赴西安，负责开展对东北军、西北军和整个西北地区的抗日统一战线工作。
10月至12月初在西安与张学良多次会谈，双方就迅速停止内战，联合抗日等许多重要问题达成了一致意见，促使红军与东北军、十七路军的关系得到了进一步改善，逐步形成“三位一体”的局面。
在此期间，还帮助张学良整顿改造东北军部队，与西安各界爱国人士秘密联系，并随时向中央通报敌、我、友各方面的动态和情况，酌处各项事宜。
12月上旬由西安返保安，向毛泽东等汇报西安方面情况。
12月12日“西安事变”爆发。
12月20日（左右）从保安到达西安，协助周恩来执行中共中央关于和平解决“西安事变”的正确方针，迫使蒋介石停止内战，促成国共两党再次合作、共同抗日的局面。同时，根据张学良的请求，以参谋长的身份参加西北联军参谋团，与东北军、十七路军将领一起制定了抵抗亲日派“讨逆军”的作战计划和军事部署。
23日致电中共中央，反映各方人士对中国共产党和平解决“西安事变”怀有疑虑等问题。接中央复电后，立即奔走于各方人士之间，广泛宣传党的方针、政策，扩大抗日民族统一战线。
12月25日至31日与周恩来、博古等分析“西安事变”和平解决后的形势，研究对策。听取各方人士的意见，交换对时局的看法，巩固西北的团结抗战的局面。
1937年40岁
1月4日与周恩来、杨虎城以及东北军、十七路军的高级将领共同拟定三方面联合对国民党军进攻的作战方案。
1月中下旬协助周恩来奔走于东北军、西北军和国民党留守西安人员之间，处理各种遗留问题，维持团结合作、共同抗战局面。
1月30日与周恩来、博古到云阳镇红军司令部同洛甫、彭德怀、任弼时、杨尚昆、左权召开紧急会议。会议决定，红军应同东北军共同作战，仍须与南京政府进行和平谈判。当晚，与周恩来、博古赶回西安，把这一决定告诉杨虎城和东北军将领。
1月31日晚参加在西安粉巷王以哲家中召开的红军、东北军、第十七路军三方最高军事会议。会议最后作出宜和不宜战、促进和谈成功的决定。
2月2日孙铭九等东北军少壮派军人枪杀主和派将领王以哲。闻讯后，立即派刘澜波到渭南，向驻防前线的东北军将领传达此事件的经过，劝以大局为重，维护东北军团结。
2月3日遵周恩来指示，与博古、李克农等撤到三原红军驻地。
3月8日与周恩来同国民党谈判代表顾祝同、贺衷寒、张冲会谈。双方就中国共产党承认服从国民党的领导地位、取消苏维埃政府、红军改编为国民革命军以及容许共产党在适当时期内公开、红军的编制人员、给养及补充与国军同等待遇等问题达成“三八”协议，报送蒋介石最后决定。
4月13日、14日奉毛泽东、周恩来电示，找顾祝同交涉西路军余部事，要顾下令马步青、马步芳不得为难即将抵达甘肃敦煌的李先念部，并要求派张文彬等去青海接回被俘的西路军人员。
7月5日在西安与周恩来、博古、彭德怀、任弼时商议红军改编问题。
7月7日日本侵略军在北平西南郊的卢沟桥发动事变，抗日战争爆发。
7月9日将西安各抗日救亡团体连日来的意见概括整理后电告中央。
7月20日致电毛泽东、洛甫，建议中央对蒋介石本月17日在庐山发表的谈话“应有所表示”。
7月31日以中共和红军代表的身份与国民政府军事委员会西安行营主任蒋鼎文会晤，要他转告蒋介石，红军改编至8月上旬可以完毕。
8月5日就蒋介石邀请毛泽东、朱德赴南京出席国防会议事急电中央书记处，建议：“毛不必去，朱必须去”。
8月7日与周恩来同蒋鼎文交涉，要求释放被押至西安的红军西路军被俘人员。将黄鹄显等33名西路军营以上干部营救出狱。次日，又有210余人获释。
8月9日和朱德、周恩来飞抵南京。
8月11日出席国民政府军事委员会军政部召开的谈话会。随后，被邀请出席军政部长何应钦主持的讨论会。在会上就“政略战略”等问题作了长篇发言。对国民政府军事委员会制定全国抗战的战略方针起到了积极的作用。
8月13日与朱德、周恩来就同国民党谈判的条件问题致电中共中央，建议：努力抗战，以巩固蒋介石的抗战决心；红军立即改编、争取开动；力争发表《中共中央为公布国共合作宣言》；催促南京发表红军改编后正副指挥的任命。
8月中旬协助周恩来同国民党当局就红军改编后的名称、人数、编制、正副总指挥人选以及中共在南京出版《新华日报》和《群众》周刊等问题达成协议。此外，还同国民党中央及地方实力派商谈在南京、兰州、武汉、衡阳等地设立中共代表团和红军代表处，以及江南8省的红军游击队的改编问题。
8月18日与周恩来到“首都反省院”看望被关押的中共党员，并保释部分同志出狱。
8月25日就任国民革命军第八路军参谋长。
9月5日应何应钦的邀请出席军政部部务会议，并在会上作长篇发言。
9月下旬与博古同国民党代表谈判南方8省区红军游击队主力改编问题。
9月27日为《时事类编特刊》题词：“举国一致的团结与坚持，是战胜日寇的基本条件”。
10月下旬与博古会见项英，根据中共中央的指示精神告项英，应注意保存南方原有的战略据点，坚持抗日民族统一战线，不能放弃独立自主原则。
11月在南京八路军办事处与叶挺商谈新四军组建及坚持独立自主的抗战等问题。
11月下旬率八路军驻南京办事处人员撤离南京，抵达武汉。
12月13日南京沦陷。
12月中旬根据中共中央政治局会议的决定，与周恩来、王明、博古组成中共代表团，驻武汉同国民党进行谈判，协商国共两党合作事宜。
12月21日任国共两党关系委员会中共方面代表。
12月23日出席中共中央代表团和中共长江中央局举行的联席会议，为合并后的中共代表团和中共长江中央局领导成员之一，并担任长江局参谋处参谋长。会后，与周恩来、董必武、项英、叶挺商谈组建新四军军部等问题。25日，新四军军部在汉口正式成立。
12月26日和周恩来、王明、博古出席国共两党关系委员会会议。
1938年41岁
1月初受中央委托，陪同周恩来、董必武向新四军第四支队领导人高敬亭等传达中共中央关于开展敌后游击战争，发展抗日武装力量的指示。
1月8日在《群众》周刊上发表《论北方战局》一文。
1月12日在《新华日报》上发表《目前战局与保卫武汉》一文。
1月13日在《抗战》三日刊上发表《把敌人的后方变为前线》一文。
2月13日为国际反侵略宣传周“儿童日”题词：“大时代的中国儿童，时刻准备着加强国际反侵略阵线”。
3月9日在《新华日报》上发表《论山西战局》一文。
3月12日在《新华日报》上发表《忆孙先生在桂林》一文。
3月上旬与周恩来会见白崇禧，就第五战区的对日作战问题提出意见。
3月中旬和周恩来参加蒋介石召开的高级将领会议，讨论华北战局。同时，就向八路军提供武器和技术人才事多次与蒋介石、何应钦等谈判。
3月20日与博古、董必武在《新华日报》上发表署名文章，说明与陈独秀三次会见之经过，澄清托派制造的谣言。
本月到黄安七里坪游击战争训练班视察并演讲，对官兵和青年学生们进行敌后游击战争的宣传教育。
5月初因病赴香港就医。途经广州，在广州国立中山大学、广雅中学发表演讲，并举行记者招待会。
5月下旬同周恩来向中共河南省委书记朱理治，省委军事部长彭雪枫等传达中共中央《关于徐州失守后华中工作的指示》，要求河南省委立即贯彻执行。
6月28日得知国民党当局要在郑州北面花园口决开黄河大堤以阻止日军西进的计划后，与周恩来致电朱德、彭德怀，建议注意黄河两岸游击运动的联系与发展。
夏与周恩来、博古分别会见国际友好人士斯诺、艾黎、斯特朗、史沫特莱、爱泼斯坦等。
9月2日和周恩来指示中共河南省委将工作重点移向豫东，开创苏鲁豫皖抗日根据地。
9月26日中共中央政治局会议作出决定：由周恩来、博古、叶剑英、黄文杰组成南方局，代表中共中央领导南方国民党统治区和沦陷区中党的工作。
10月1日在《国民公论》上发表《从抗战经验说到当前战局》一文。
10月25日在武汉沦陷前数小时与周恩来等撤离武汉。
10月27日率武汉八路军办事处人员辗转到达长沙。当晚，在军委会政治部第三厅举办的时事座谈会上作了题为《广州武汉沦陷后的抗战局势》的演讲。
11月2日与周恩来电告项英，要改善与叶挺的工作关系，应请叶挺回新四军工作。
同日与周恩来、潘汉年、廖承志联名致信《救国时报》，控诉日军暴行，宣传八路军在敌后的战绩，动员广大华侨支援抗战。
11月上旬同周恩来多次出席中共湖南省委、长沙市委召集的会议，宣讲抗战形势和任务。在此期间，还与张治中会晤，商谈协助国军进行敌后游击战问题，并答应张的邀请，担任湖南省府高级顾问，指导游击战。
11月12日出席第三厅人员在撤离长沙前举行的纪念孙中山诞辰的集会。当夜，“火烧长沙”。和周恩来一起冲出火海，撤离长沙。随后，组织八路军办事处人员返回长沙进行善后救灾工作。
11月25日至28日和周恩来出席蒋介石在衡山召开的南岳军事会议，就举办西南游击干部训练班事同国民党方面达成协议，并得到中共中央和毛泽东同意。
12月3日和周恩来由衡阳到达桂林，对八路军桂林办事处的工作作了详细布置。
12月中旬同周恩来由桂林到达重庆。
1939年42岁
1月根据中共中央、毛泽东的指示，接受国民政府军事委员会邀请，出任西南游击干部训练班副主任。后改任副教育长。
1月13日任中共中央南方局常委。按组织分工，负责对外联络工作。
1月下旬应邀给广西学生军第二团作《现阶段的游击战和正规战》的演讲。
2月10日率参加游干班的中共方面人员前往南岳。
2月15日西南游击干部训练班（简称“南岳训练班”）正式开学。负责教授抗日游击战战略战术。在该训练班工作期间，积极宣传持久战思想，结交许多国民党军中愿共同抗日的高级军官，影响广泛。
4月中旬陪同前来湖南南岳的周恩来视察西南游击干部训练班，并广泛会见了南岳各界人士，引导和支持他们采取各自的方式参加抗日救亡运动。
5月7日应邀出席南岳佛、道教救难协会成立大会，作《普渡众生，要向艰难的现实敲门》的演讲。
6月9日到达重庆，协助周恩来工作，兼任南方局军事部长。
同日与周恩来就国共两党发生磨擦的情况下日军动向问题，致电毛泽东。
6月10日陪同周恩来面见蒋介石，商谈近期抗战与国共合作中的问题。
7月1日致电国民政府军委会副参谋总长白崇禧，严正抗议国民党当局制造平江事件，要求迅予彻查。
7月22日与周恩来致电国民政府军令部长徐永昌并军委会及各部长官，严正驳斥国民党当局歪曲报告平江事件经过及对新四军平江留守通讯处的诬蔑。强烈要求派员驰赴肇事地点，查明真相，雪冤治罪。
7月在《战地知识》上发表《游击战线上的军事问题》一文。
8月13日在重庆红岩村主持召开第十八集团军办事处追悼新四军平江嘉义留守处被害同志大会，并作长篇致词。随后，写出《论平江事件》一文。
10月19日出席重庆文化界发起的“鲁迅先生逝世三周年纪念大会”。
本月与何应钦、贺耀祖会谈，据理驳斥了国民党方面在八路军人事任免、经费用途等问题上的无理要求。
12月至次年3月国民党发动了第一次反共高潮。
1940年43岁
1月4日与何应钦再次会谈。针对何企图限制中共抗日武装力量发展的各种要求，严正指出：国民政府应允许八路军的3个师扩编为3个军9个师；承认陕甘宁边区政府及其所辖地区；承认在抗日前线肩负敌后抗敌任务的解放区。
1月11日出席《新华日报》创刊两周年纪念会，并讲话。
3月6日至9日出席国民政府军事委员会召开的各战区军以上参谋长会议。以第十八集团军参谋长的身份在会上作了《关于作战与磨擦问题》的长篇发言。以大量事实，宣传十八集团军的抗战业绩，有力地驳斥了国民党有关战区参谋长对十八集团军所谓“游而不击”、“制造磨擦”、“破坏抗战”等等污蔑，有效地抵制了蒋介石企图通过这次会议加罪于十八集团军，制造舆论，进而发动更大规模反共高潮的阴谋活动。这次发言得到了广泛同情，被誉为“舌战群儒”。
3月14日国民党顽固分子在成都制造“抢米事件”，嫁祸于中国共产党，趁机查封《新华日报》成都营业分销处，逮捕分销处负责人、中共川康特委书记罗世文和共产党员车耀先等10余人。事件发生后，立即向国民党当局提出强烈抗议，并派潘梓年去成都交涉。
3月由重庆新华日报馆印行的《叶剑英抗战言论集》在重庆出版。