擴編成4個師12個團，建制如下：
第1師：師長 馬德山 政治部主任：徐光海
第2師：師長 張傳福（陳紹賓代） 政治部主任：張興德
第3師師長周雲峰（後叛變） 政治部主任：周雲峰（兼）
第4師：師長 戴鴻賓（兼） 政治部主任：吳玉光
中共北滿臨時省委成立
隨著北滿地區抗聯第3、第6軍和其他抗日武裝的不斷壯大及游擊區的不斷擴充套件，給北滿地區的黨組織提出了加強統一領導的要求。為適應這一新的形勢，中共珠河、湯原中心縣委和第3、第6軍黨委，於1936年9月18日在湯原縣帽兒山北坡召開聯席會議（簡稱珠湯聯席會議）。會上討論了政治、軍事、組織等重大問題，並根據中共駐共產國際代表團的決定，成立了中共北滿臨時省委，選舉趙尚志、馮仲雲、張壽海У�15人為執行委員，趙尚志為執委會主席。省委常委由3人組成，馮仲雲任書記。會議還要求第3、第6軍相互配合，突破日軍以賓（縣）、木（蘭）、通（河）、湯（原）、依（蘭）5縣為中心的秋季大“討伐”，開闢以龍江腹地為中心的新的游擊區域。
（二）北滿地區抗聯各軍抗日遊擊戰爭蓬勃發展
抗聯第3軍馳騁在松花江兩岸廣大地區，游擊區擴充套件到北滿30餘縣抗聯第3軍編成後，軍部率第5、第6、第7、第9師，在松花江北岸的湯原、通河、木蘭、巴彥、東興、鐵力、慶城（慶安）、綏稜、海倫、通北、龍門、奇克（遜克）、佛山（保興）等縣活動；第1、第2、第3、第8師，活動於松花江南岸的賓縣、延壽、珠河、方正、林口、葦河、五常、阿城、雙城縣境；第4師和以後成立的第10師，在牡丹江東北的依蘭、樺川、勃利、寶清、富錦、綏濱、蘿北、密山、虎林、饒河等縣遊擊。
1936年冬，北滿日偽根據關東軍《治安肅正綱要》的規定，動員偽三江省全部軍事力量，進行冬季大“討伐”，妄圖聚殲該地區的抗聯第3軍和其它抗日部隊。據此，中共北滿臨時省委第一、第二次常委會議決定，根據敵強我弱的特點，“採取靈活機動的游擊戰略戰術”，“避開敵人大部隊的正面進攻，迂迴到敵人防守薄弱的地區去打擊敵人，開闢新的游擊區域”，＇劉楓：《東北抗日聯軍第三軍》，黑龍江人民出版社，1986年版，第112頁。＇ 以粉碎敵人的企圖。
按照這一精神，第3軍決定以主力西征小興安嶺一帶的鐵力、海倫、龍門，然後插入黑嫩平原，開展游擊戰爭。第3軍參加西征的部隊有第1、第2、第3、第6、第9師主力和第5軍第1師、第4軍第1師一部。這些部隊經過艱苦轉戰，於11月以前先後到達鐵力地區。
同年11月，第3軍軍長趙尚志又親率一支500餘人的騎兵部隊（由軍直部隊和第1、第5師各一部混合編成），從湯原出發西征。西征部隊採取聲東擊西戰術，巧妙地擺脫了敵人，於12月間抵達鐵力地區，同先期到達該地的各部會合。
此時，日軍已偵知第3軍的意圖，組織了一支近千人的“討伐”隊，乘坐馬爬犁，對西征部隊前堵後追。
趙尚志決定率軍部和第5、第6師各一部由鐵力轉向西北前進，把敵人引進深山，尋機殲滅之。一天，第3軍部隊進到通北縣附近一個叫“冰趟子”的狹窄山溝，趙尚志決心利用山溝兩側的山林設伏，殲滅尾追之敵。經兩日部署準備之後，日軍700多人果然闖入預伏陣地。第3軍伏擊部隊立即對敵展開包圍攻擊，經過反覆爭奪，共殲滅日軍300餘人，其餘敵人倉惶退去。冰趟子戰鬥後，趙尚志留下第6師一部在海倫、鐵力一帶堅持鬥爭，自己率軍部和第1師一部繼續北上，挺進通北、龍門。北進途中，遠征部隊又在龍門附近的炭窯設伏，一舉殲滅日軍町田少校以下21人。
龍門戰鬥後，日軍在空中用飛機追蹤轟炸，在地面調步兵加緊堵截，遠征部隊傷亡較大。部隊到達遜河附近露營時，僅剩百餘人。由於過度疲勞和麻痺大意，夾遭敵人包圍、襲擊，又損失過半。餘部在趙尚志率領下，忍飢挨餓，殺戰馬當食，以橡籽充飢，歷盡千辛萬苦，行程1000餘公里，於1937年春末返回湯原後方根據地。
在第3軍主力西征期間，留守湯原地區的第1、第5師和軍直各一部，分頭出擊，策應軍主力西征。軍直和第1師留守部隊先後襲擊林口、金滿溝和小道溝之日偽軍，並協同第5軍攻佔了依蘭縣城。第5師一部於1936年12月1日曾攻克偽國境線上軍事重鎮佛山（今保興）縣