1932年5月10日，陕甘游击队三、五支队集结于旬邑清水原，为统一指挥，中共陕西省委决定重建陕甘游击队总指挥部，刘志丹任总指挥。这时，敌人部署重兵“进剿”陕甘游击队，省委指示游击队立即北上。刘志丹主持召开队委会议，分析了敌情，认为分驻中部（今黄陵）、宜君、洛川之敌八十六师二五六旅五一一团战斗力教弱，且距榆林、西安均远，增援不易；这一带又是山区，游击队在群众中有一定影响，利于作战。于是，他们决定向该地区行动。

5月15日夜，刘志丹指挥游击队奔袭旬邑马栏镇，一举歼灭国民党八十六师五一一团两个连及一个营部和民团一部，缴枪两百余支。17日，一天之内又连歼杨家店子守军五一一团两个连及焦家坪、五里镇两地民团共五百余人。战斗结束后，游击队在五里镇一带发动群众，打土豪分粮食，扩大红军，队伍迅速发展至一千五百余人。20日，继续向敌进攻，歼灭了白水县及中部县民团百余人。随后，部队在宜川英旺镇歼国民党军八十六师一个营，缴枪三百余支，弹药两万余发。至此，国民党军八十六师转入守势，中、宜、洛等地的反动民团不敢轻举妄动。在此次反“围剿”中，刘志丹和他领导的游击队，依靠地方党组织和人民群众的支持，运用游击战术，于半月之内，挺进数百里，经过五个县，大小九战，八次获胜，并歼敌一千四百余人，粉碎了国民党当局的“进剿”计划。

刘志丹不但作战勇敢，指挥得当，还非常具有作战智慧。那时，部队子弹奇缺，刘志丹让士兵把废弹壳捡回来，敲下旧底火，打平整，再装上火药，就成了新子弹。他还发明了“榆木大炮”，即用榆木做了四门大炮的炮型，外面用布套上，用骡子拉着迷惑敌人。群众看见后，高兴地说：“红军有大炮了，看敌人还敢猖獗！”

8月底，敌人分三路对游击队开始新一轮的“进剿”，企图将陕甘游击队包围在照金消灭。战情危急，但刘志丹沉着应战，在摸清敌人部署后，决定避其主力，歼其薄弱环节。当晚，他运用以退为进的战术，佯装后撤，埋伏在照金以西二十里的地方，诱敌深入。当敌人进入照金扑空后，陕甘游击队又立即杀了个“回马枪”。拂晓，当敌人还在睡梦中时，即被游击队从四面包围。游击队在大雾中激战不到两小时，就歼灭民团一部，生擒蔡子发等七名民团头目，歼敌四百余人，缴获长短枪三百余支。照金战斗的胜利，大大鼓舞了游击队的士气。

12月，省委指示游击队开往宜君整编。期间，省委常委杜衡来到部队，利用改编机会极力进行宗派活动，打击领导干部，并宣布省委改编红军陕甘游击队为中国工农红军第二十六军第二团，他自己任军政委兼团政委。除此之外，他对游击队一年来的活动横加指责，改刘志丹为政治处长。

红二十六军成立后，决定开辟以照金为中心的陕甘边根据地。1933年2月上旬，刘志丹率红二团北上正宁，在三嘉原、湫头一带开展游击活动，并在湫头石炭沟口设伏，全歼王郎坡寨子民团，击毙团头赵世坤。3月下旬，红二团转入外线作战，攻克同官金锁关，消灭民团30余人。至此，以照金为中心的陕甘边革命根据地已经形成，面积达2000多平方公里，与渭北苏区遥相呼应。

杜衡粗暴地否定了刘志丹等人的作战策略，强令部队尽快南渡渭河，致红军陷入被动地步。6月25日，刘志丹、王世泰等率部一日五战，冲破国民党陕西警备第三旅的围追堵截，行军百余里到达蓝田流峪口。7月中旬，红二团与警三旅及地方民团在蓝田张家坪激战数日，伤亡惨重。刘志丹遂同其他领导人商议，决定丢掉辎重，分路突围，在秦岭山中与敌周旋，找准时机，返回照金。部队在秦岭山中苦战两月，终因孤军作战，弹尽粮绝，造成了极为痛心的损失。