南昌起义失败后，中共中央决定派刘伯承到苏联学习。1927年11月，刘伯承偕同吴玉章等30余人从上海登上了一艘苏联货船，到海参崴上岸，住在一家旅馆里，等了约1个星期，第三国际派人来接，又乘火车到莫斯科。吴玉章入中山大学学习，刘伯承则进了高级步兵学校。这所学校在莫斯科东北角的红色兵营，旧名列弗尔道渥。为欢迎参加南昌起义的中国学员，学校举行了隆重的欢迎仪式。入学的那天晚上，礼堂里灯火辉煌，中苏同学济济一堂，首先由学校政治委员致欢迎词，他说：“刘伯承是中国著名的军事将领，南昌起义的参谋长，他和一批优秀军官来本校学习，是本校的光荣。”刘伯承代表十多名一起入学的中国同志致答词，感谢校方的热情接待，他说：“我国革命事业暂时遭受挫折，党派我们来到列宁的故乡学习，这是极大的荣幸。我们要努力学习，勉作布尔什维克，国内的革命事业在等待着我们。”入学后，中国学员都取了俄国名字，刘伯承取名阿法纳西耶夫，编在第16班。这个班30多人都是中国学员，有中共的组织，唐赤英为支部书记，刘伯承、张西林、陈林为支部委员。

　　紧张的军校生活开始了。在中国学员中，刘伯承年龄最大，他已经36岁了。首先遇到的就是俄文这一关。为了能直接阅读俄文书籍，直接听懂苏联教官讲课，他拼命地学俄文。在俄语中，“P”这个字母的发音是比较难的。刘伯承在刚开始认俄文字母时，有好几天从早到晚一有时间就练“P”的发音。他抓紧一切课余时间背单词或整理笔记。他除自备单词小本外，每日必在左手手心中写满生词，直到完全记熟后才另换新词。同学们常见他一边走路一边背诵单词。他认为在厕所里如不背单词，就是浪费时间。碰到自己弄不懂的地方，就虚心向同学们请教。有的同学看他学俄文实在吃力，就对他说：“我给你翻译吧。”他说：“老弟，那可不行，得自己学。”他看书时间长了，右眼的假眼球把眼眶磨疼了，也不休息，把假眼球摘下来，再接着看。晚上，同学们已熄灯就寝，他还独自在走廊的灯光下，默默地认、记。莫斯科冬天的早晨，气温大都在零下15摄氏度左右。每天早晨，刘伯承都提前来到操场上朗读俄语。同学们劝他不要起得太早，他说：“早起一会儿，第一不妨碍别人安宁，第二早晨空气新鲜，容易记忆。”凭这种日以继夜的顽强精神，俄语这一关终于被他攻克了。他在给川军旧友王尔常的信中提到这一段学习生活时说：“余年逾而立，初学外文，未行之时，朋侪皆以为虑。目睹苏联建国之初尤饥馑，今日已能饷我以牛奶面包。每思川民菜色满面，‘豆花’尚不可得，更激余钻研主义、精通军事以报祖国之心。然不过外文这一关，此志何由得达？乃视文法如钱串，视生字如铜钱，汲汲然日夜积累之；视疑难如敌阵，惶惶然日夜攻占之，不数月已能阅读俄文书籍矣。”他这种为革命而勤奋学习的精神，在当时的中苏同学中传为美谈。

　　苏联高级步兵学校设置的军事课程有战略学、战术学、地形学、射击学，政治课则学苏共党史和哲学。教官每天大约讲授5小时，其余时间自修。刘伯承攻克了俄文关，能直接听教官讲课，直接阅读俄文教材，真是如虎添翼，学习有了长足的进步，各科成绩都是优秀，只有实弹射击例外。这是因为他失去了右眼，左眼瞄准，右手握枪，很难配合得好。但他不灰心，不因自己伤残而降低要求，经过一个时期的苦练，射击考核也取得了合格的成绩。学校里有一条标语：“脱离理论的实践是瞎实践，脱离实践的理论是死理论。”他对这条标语非常欣赏，成为他治学的座右铭。

　　学习中也有一些不愉快的事情。当时的苏联，在斯大林领导下，总的是执行国际主义政策，但有的教官脑子里不免残留着沙皇时代的侵略扩张思想。一位教官讲解什么是边界线，竟然说：“边界线就是实力线，是实际控制线，是战斗线，是侵略目的线，是占领有利地形为自己的战略服务线。”有次学校组织去参观莫斯科革命博物馆，里面放着一个雕塑，一个中国人跪着，趾高气扬的俄国人一只手揪着这个中国人的辫子，一只脚踩在中国人的背上。刘伯承看后，心中十分不快。他向教官提出，这不符合国际主义精神，教官却批评他有民族主义情绪。从此，刘伯承埋头读书，很少外出参观。

　　1928年6月，刘伯承接到中共中央的通知，让他出席在莫斯科召开的中国共产党第六次全国代表大会。大会的会址在塞列布若耶，是莫斯科近郊离兹维尼果罗镇不远的一座乡间别墅。

　　大会主要是为了总结大革命时期和“八七”会议以来的经验教训，分析中国革命的性质和政治形势，制定中国共产党今后的政治路线和斗争策略而召开的。大会的主要报告有：共产国际代表布哈林作《中国革命与中共任务》的政治报告，瞿秋白作《中国革命与共产党》的政治报告，周恩来作组织问题和军事问题报告，刘伯承作军事问题的副报告，李立三作农民与土地问题的报告，向忠发作职工运动的报告，并通过了相应的协议。

　　刘伯承报告分为五个问题：一、帝国主义与豪绅军阀封建制度，南北军阀是代表什么？二、军阀制度本身的矛盾与必然的崩溃；三、军阀军队的成分与其一般的情形；四、对军阀军队工作；五、党员军事化。