1934年10月10日，在夜色的掩护下，中央红军从赣南的于都县突破敌军包围圈开始长征。出发前夕，10月8日中革军委做了一个《野战军人员武器弹药供给统计表》，其中人员的数字是:红一军团三个师19880人；红三军团三个师17805人（8月中旬的高虎脑战斗虽然重创敌89师，毙伤敌军4000余人，但红三军团也伤亡1600余人，团以下干部400多名）；红五军团两个师12168人；红八军团两个师10922人；红九军团两个师11538人；军委纵队4893人；中央纵队9583人(内含一个新兵组成的教导师)。以上共计86789人。
在上述人员里，中央纵队中有少量政府机关人员和几千名临时召集来搬运物资的民夫。
出发时全军有枪4万枝，子弹80万发，平均每支步枪只有十几发子弹，轻机枪才有百余发子弹。
中央红军西进突破第一、第二道封锁线时，战斗并不激烈，却由于动员准备不足，一些挑夫和新战士情绪不稳，加上行军疲意。陆续出现掉队落伍。据统计，突破第一道封锁线的几周内减员3700余人；通过第二道封锁线的半月间减员9700人。通过第三道封锁线即湘粤边境的郴县至宜章一线时，发生了一些激烈战斗，减员8600余人。此时，中央红军还剩下64700余人。
1935年11月下旬，中央红军进至位于湘江附近的第四道封锁线，经九天血战才杀出一条通道，减员高达3.05万人。作为主力的红一、三军团都折损近半，红五军只剩1个师，主要由长征前刚动员人伍的新兵组成的红八军团仅剩1000余人，红九军团剩下3000余人。行军不足两个月，至12月5日，中央红军突破湘江封锁线后只剩下3.7万人。
1935年1月召开的遵义会议上推举毛泽东领导红军。当时中央红军只剩3.5万人，随后在云贵川三省转战，途中虽陆续动员了近万人参军，然而这些新成分没有经过远途行军锻炼，大都很快掉队。经四渡赤水艰难转战，1935年4月中央红军渡过金沙江时减至2.4万人左右，后经强渡大渡河、翻越雪山等一系列作战和与自然的艰苦搏斗，6月间同红四方面军会师时减至1.8万人。
红一、四方面军会师后，张国焘惧怕同国民党中央军作战拒不执行松潘战役计划，红军被迫通过水草地。当时一方面军远征疲惫，指战员大多体质衰弱，加上环境恶劣，减员很大，虽然红四方面军补充给一、三军团各一个团，但9月初在右路军的中央纵队和一、三军团所剩不足8000人，在左路军的五、九军团（此时改称三十二军）不足5000人。因张国焘分裂红军，中央纵队和一、三军团单独北上，到达陕北只剩约7000人【彭德怀同志回忆：（红一方面军）长征到达哈达铺时（由于原属于红一方面军的红5军和红32军随红四方面军行动，两军合计6000人左右），红一军和红三军（原红一方面军的一、三军团）各约6千人左右，加上中央直属机关2000人左右，共计14000人左右，但到达吴起镇时，红一军、红三军加中央直属机关共计7000余人】。
1935年10月，中央红军到达陕北，会合在当地的红军7000余人（红二十五军3000余人，陕北红军二十六军和二十七军4500余人），红军人数曾至1.5万人左右，随即恢复了红一方面军番号，下辖红一军团和红十五军团。
1936年春，红一方面军东征山西，扩大了红军8000余人（据彭德怀同志回忆，5000多新兵、2000多俘虏，大都是河南、山东流落到山西者)，作战部队得到了充实。毛泽东还将中央红军的许多干部派到陕甘地区发展地方武装，一年内地方红军也发展到8000余人。
1936年5月，为迎接红二、四方面军北上，中央红军对陕西、甘肃、宁夏3省边界地区国民党军的战略性进攻战役，史称西征战役。第二、四方面军到达陕甘宁根据地，三大主力实现会师而胜利结束了长征。此时的中央军委及红一方面军所属的部队，已经发展到3.5万余人，其中野战部队为2.5万余人，其余为总部，后方机关和地方部队（3万余人的数字，在1936年8月28日中革军委参谋部给共产国际的实力统计电报中可以得到证明。参谋部在给共产国际的电报中说：红一方面军第1军团约8000人，第15军团约6000人，直属部队7300余人，地方部队6000余人，红军大学800人，在陕南的红74师2000余人。以上共3万人。）。