本月在甘孜参加第二、四方面军领导人会议，与朱德、任弼时、贺龙、关向应等据理力争，使张国焘同意第二、四方面军共同北上同中央红军会合。
本月随第二方面军行动，任第二方面军红军大学校长。
8月7日探悉国民党军第二十九军副军长孙震因对红军作战失利受到蒋介石的处分，致信孙震，提出“联盟抗日”、“互不侵犯”的建议。
9月20日写出《我从实战中联想到我军教育要注意的事项》一文，从军事和政治方面提出了训练、教育的要求，特别是提出了进攻、防御、迂迴、行军、宿营、警戒以及野战等一系列战术要则与训练方法。
9月30日在甘肃成县与红军女干部汪荣华结婚，彼此成为终身伴侣。
10月红军三大主力在甘肃会宁会师。
10月28日奉命就任红军前敌总指挥部参谋长。
12月被任命为中革军委委员、红军总参谋长、红军大学副校长。
1937年45岁
2月7日随周恩来由延安乘飞机到三原，与国民党西安行营主任顾祝同商谈联合抗日事宜。
2月27日被任命为援西军司令员，与政治委员张浩准备率部救援在河西走廊遭国民党军围攻的红军西路军。
本月因西路军失败，援西军解除了救援任务。与政治委员张浩一起领导援西军开展对张国焘错误的批判。
3月20日与张浩共同发出《致中央政治局扩大会意见书》，向3月27日至30日在延安召开的中共中央政治局会议提出关于实现第二次国共合作，建立抗日民族统一战线的意见，认为“把一切可能抗日的力量都组织起来，以打击最主要的敌人日本帝国主义。”
4月4日主持西路军回归干部座谈会，了解西路军英勇征战的经历，听取他们对工作安排的意见。
7月7日日本侵略军在卢沟桥发动事变，抗日战争爆发。
7月22日出席红军前敌指挥部会议，讨论红军改编等问题。在会上作了发言，指出卢沟桥事变具有世界大战的性质；强调共产党在抗日民族统一战线中必须坚持自己时原则立场，与国民党是平等地位，是为抗日而合作，不是依附的、无条件的合作。
8月22日至25日出席中共中央政治局在洛川召开的扩大会议。会议讨论通过了毛泽东代表中央政治局所作的关于军事问题与国共两党关係问题的报告和《关于目前形势与党的任务的决定》等重要文件，从而正确地确定了党的全面抗战路线，以及实现这一路线的政治纲领和各项政策及具体任务。
8月25日中共中央军委发布中国工农红军改编为国民革命军第八路军的命令，任命朱德、彭德怀为正副总指挥，叶剑英、左权为正副参谋长，任弼时、邓小平为政治部正副主任。八路军下辖第一一五师、第一二○师、第一二九师等三个师。
9月6日在陕西三原县石桥镇主持八路军第一二九师改编誓师大会，就任第一二九师师长。下辖第三八五旅和第三八六旅。
9月30日率第一二九师先遣队第三八五旅第七六九团由富平县庄里镇出发，开赴山西抗日。除第三八五旅旅直及第七七○团等奉命留守陕北外，第一二九师其余部队随后东进。
10月10日率第七六九团进抵太原附近，奉命向原平县东北山地挺进，执行侧击日军后方的任务。
10月18日在太原会见国民党第二战区司令长官阎锡山，商谈两军配合作战问题。
10月19日第七六九团夜袭代县阳明堡机场，焚毁日军飞机20余架，歼日军100余人，减弱了日军的空中支援力量，有力地配合了国民党军的忻口防御战。
10月25日向策应娘子关方向国民党军作战的第三八六旅旅长陈赓发出指示，要以小部队应付日军大部队，而以主力打它的小部队；应大力破袭日军的铁路交通线；必须加强对日军的政治攻势。
10月26日命令第三八六旅第七七二团在娘子关以南七亘村设伏，歼日军300余人，缴获骡马300余匹和大批军用物资。
10月28日命令第七七二团再次设伏七亘村，歼日军百余人，缴获骡马数十匹。创同一地点“重迭侍伏”的成功范例。
11月2日指挥第三八六旅在昔阳以东黄崖底设伏，歼日军300余人。
11月5日在广阳会见美国记者史沫特莱。
11月7日率第一二九师部队与第一一五师部队协同作战，在广阳、户封地区重创日军主力一部。
11月10日在和顺县武家庄召开干部会议，在会上作游击战术报告。讲解了共产党、八路军开展抗日游击战争的必要性和可能性，结合第一二九师出征山西以来的作战经验，阐述了伏击、袭击以及破袭敌交通线等游击战术的运用。
11月13日与张浩在和顺县石拐镇召开第一二九师党员、干部会议，传达毛泽东关于创建以太行山为依託的晋冀豫抗日根据地的指示，并部署全师分散到各地发动群众，开展游击战争，开闢根据地。
11月8日在辽县作《抗日游击队四个基本任务》的演讲。
12月6日出席中共中央军委华北分会会议。会议分析了华北抗战形势和部署了敌后游击战争。
12月7日在辽县作《抗日自卫队三个基本任务》的演讲。
12月22日至26日指挥第七七二团、七六九团、汪乃贵支队等，粉碎了日军的“六路围攻”。