團擔任後衛，以備情況緊急時堅決擋住敵人，使軍團能迅速及時部署阻擊，確保整個紅軍的安全。還派遣軍團偵察部隊前出與敵人保持接觸，迷惑敵人，隱蔽主力行動企圖。這些措施，收到了良好的效果。第五軍團從興國城外直到桃江，不僅很好地完成了全軍的掩護任務，而且本身沒有受到損失，也很少有人掉隊。25日，第五軍團最後過桃江，人馬正沿著浮橋有秩序地行進，忽然遠後方傳來了密集的槍炮聲，據偵察報告，是敵軍追上來了。劉伯承當機立斷，命令供給、運輸等有馬匹的單位下水徒涉，浮橋讓戰鬥部隊和機關使用。當人馬過完，又命令拆除浮橋。
敵人追到江邊，無橋可過，只得眼睜睜地看著紅軍大隊人馬透迤西去。蔣介石又令陳濟棠、何鍵在湘粵邊境的汝城、仁化和樂昌、宜章、彬縣之間設定第二、第三道封鎖線。由於蔣介石還不瞭解紅軍西進的戰略意圖，只是採取一般性的防堵措施，敵軍各部一時也沒能及時到位，尤其是陳濟棠唯恐紅軍進入廣東，只派少量部隊在汝城、仁化一線虛張聲勢，主力卻撤向新田、安遠、大庾、南雄等地佈防，所以紅軍透過這兩道封鎖線也未遇到多大的麻煩。
不過，倒是自己大搬家式的轉移和甬道式的行軍隊形，增加了部隊的疲勞和減員，削弱了作戰能力，招致了一些損失。
紅軍透過國民黨軍的第三道封鎖線後，蔣介石終於判明瞭紅軍西進的戰略企圖，於是部署何鍵以及粵、桂、黔境的部隊進行“追剿”和堵截，以求圍殲紅軍於湘江以東地區。形勢變得對紅軍十分不利。
在向湘江前進途中，一天傍晚，劉伯承率司令部及部分戰鬥部隊，在湘桂邊界的文市附近，被敵軍截斷了去路。這時一不明敵情，二不明地形，有人建議乘敵人立足未穩打過去。劉伯承沒有采納，一面讓部隊隱蔽，一面觀察敵人的動靜。他看到敵人並未發現自己的部隊，立即命令部隊繼續隱蔽詩命。天黑以後，他命令每人左臂扎一條白毛巾，一個接一個魚貫而進，終於安全脫離了敵人。過後，他對部屬說：這樣做不僅是為了部隊的安全，更重要的是不讓中央縱隊的後尾暴露。
11月25日，中央紅軍決定分4個縱隊，從興安、全州之間搶渡湘江，突破國民黨軍的第四道封鎖線。27日部隊開始行動，先頭部隊一部奮勇穿過湘江，並控制了一段渡江地域，但後續部隊因道路狹窄、輜重過多，未能及時趕到渡口。28日，國民黨軍趕到湘江兩岸前堵後追，雙方展開激烈的戰鬥。
紅軍各部隊面對配備有飛機、大炮的優勢敵軍，浴血奮戰，擠死掩護中共中央、中革軍委及直屬機關於12月1日渡江。但紅軍各部隊傷亡嚴重，第五軍團作為全軍後衛，打得尤其艱苦。第三十四師被阻於湘江東岸，幾乎全部壯烈犧牲。渡過湘江後，中央紅軍已由出發時的8。6萬餘人銳減為3萬餘人。
在激烈的戰鬥中，劉伯承始終堅持在第一線指揮。董振堂讓他先撤過江去，他說：你們都先走，我斷後。直到接到總部撤退的命令，他才騎著一匹老白馬跨入湘江，他不斷招呼司令部的人員快速前進，對緊跟在身後的一位小戰士說：”來，小鬼，拽緊馬尾巴，別讓江水衝跑了”。上得岸來，他回身看著大片倒下的烈士，四處散落的機器、裝備，滿江飄流的檔案、鈔票，不禁長長地嘆了一口氣，說：“這樣下去怎麼得了！”後來，他在《回顧長征》一文中描述了他和廣大指戰員當時的心情：“廣大幹部眼看反五次‘圍剿’以來，迭次失利，現在又幾乎瀕於絕境，與四次‘圍剿’以前的情況對比之下，逐漸覺悟到這是排斥了以毛澤東同志為代表的正確路線，貫徹了錯誤的路線所致，部隊中明顯地滋長了懷疑不滿和積極要求改變領導的情緒。
這種情緒，隨著我軍的失利，日益顯著，湘江戰役，達到了頂點。”
中共中央主要負責人本來打算率領紅軍到湘西與先期到達的紅二、六軍團會合，但國民黨軍搶先佔領了城步、武岡地區，堵住了中央紅軍北上的通路。中央紅軍遂沿西延山脈進入貴州東部。12月15日。前鋒紅二師，擊潰黔敵1個團，攻佔黎平。軍委縱隊17日入城，在這裡休整了3天。18日，中共中央政治局在黎平召開會議，會上採納了毛澤東的意見，放棄到湘西會合第二、六軍團的計劃，改向敵人力量薄弱的貴州前進。同時，不顧李德的反對，中革軍委任命劉伯承為紅軍總參謀長，併兼任中央縱隊司令員。23日，博古來到第五軍團駐地洪州司，向劉伯承傳達了政治局會議精神和中革軍委的任命。
黎平會議後，紅軍準備北渡烏江，西向遵義前進，左、