1930年
　　4月、9月，先后任中共上海法南区委书记、闸北区委书记。
　　7月14日，江苏省总行动委员会（将党、团、工会领导机关合并而成的准备武装暴动的组织）成立，任委员。
　　9月24日至28日，参加在上海召开的中共六届三中全会，被补选为中央候补委员。会议决定停止组织全国总暴动和集中全国红军进攻中心城市的冒险行动。
　　10月初，任中共江南省委（辖江苏、浙江、安徽三省党的工作）常委、组织部部长兼外县工作委员会书记。

　　1931年
　　1月7日，出席中共在上海召开的六届四中全会，被增补为中央委员。
　　1月17日，任中共江苏省委常委、组织部部长。后任江苏省委书记。
　　5月，任中共中央特科（担负保卫党中央机关安全任务的组织）书记。
　　9月，被指定为中共临时中央成员。

　　1932年
　　3月14日，任中共临时中央常委、全国总工会党团书记。
　　年底，在上海会见鲁迅，并将秘密在鲁迅家中居住的瞿秋白夫妇接出，安全转移。

　　1933年
　　1月17日，离开上海前往位于江西南部和福建西部的中央革命根据地。到江西瑞金后，继续参加中共中央及全国总工会的领导工作。
　　6月，到被称为“红色小上海”的福建汀州（今长汀）考察工人运动。

　　1934年
　　1月15日至18日，出席在瑞金召开的中共六届五中全会，被选为中央政治局委员、常委，兼任白区（国民党统治区）工作部部长。
　　1月22日至2月1日，出席第二次全国苏维埃代表大会，被选为中华苏维埃共和国第二届中央执行委员会委员。2月3日，在第二届中央执行委员会第一次会议上，被选为主席团（中央执行委员会闭幕后的最高政权机关）成员。
　　10月10日，由于王明“左”倾冒险主义领导造成的第五次反国民党军“围剿”的失败，中共中央、中央革命军事委员会率中央红军开始从瑞金等地出发，被迫实行战略大转移。20日，陈云以红五军团（当时的后卫军团）中央代表身份，率该军团十三师渡过雩都河西进，踏上长征的路途。
　　12月中旬，任中央军委纵队政治委员。

　　1935年
　　1月，红军占领贵州遵义后，任警备司令部政治委员。15日至17日，出席在遵义召开的中共中央政治局扩大会议。会上支持毛泽东的正确主张。会后撰写《遵义政治局扩大会议传达提纲》，并到部队传达。遵义会议确立了以毛泽东为代表的新的中央的正确领导。
　　5月上旬，红军巧渡金沙江时，任渡河司令部政治委员。
　　6月，奉命从四川省天全县灵关殿秘密离开长征队伍，由当地中共组织派人护送，经荥经、雅安、成都到达重庆，后只身去上海，以中共中央代表身份，从事恢复和开展党在白区的工作。
　　9月，受命赴莫斯科，向共产国际报告中共中央和中央红军向西北战略转移及遵义会议的情况，并参加中共驻共产国际代表团的工作。
　　冬，入列宁学校学习，并在东方劳动者共产主义大学任教。

　　1936年
　　3月，化名“廉臣”，在巴黎《全民月刊》上发表《随军西行见闻录》，首次向世界宣传中国工农红军的长征。7月，在莫斯科出版该文的单行本。
　　12月8日，奉命离开莫斯科，赴新疆援接西路军。途经阿拉木图，抵达霍尔果斯时，西安事变爆发。遂在此停留，等候中共中央指令。

　　1937年
　　4月下旬，到达新疆迪化（今乌鲁木齐），任中共中央驻新疆代表。
　　5月初，赴新疆、甘肃交界的星星峡地区援接李先念等率领的西路军余部四百多人进入迪化。尔后组织干部、战士学习文化知识和军事技术，并着手组建航空队。
　　7月7日，发生芦沟桥事变，中国全民族的抗日战争爆发。
　　11月29日，由迪化经甘肃兰州到达中共中央所在地陕西延安。
　　12月9日至14日，出席中共中央政治局会议，被增补为中央书记处书记，并任中共中央组织部部长