1930年7月，紅十軍離開根據地，方誌敏服從組織決定，留在蘇區。他籌備召開贛東北特區工農代表大會，從事蘇維埃政權建設和擴大紅軍、支援前線的工作。雖然形勢極端嚴峻，但方誌敏仍以極大的熱忱投入到蘇維埃政府的各項建設之中，創造性地開展了許多工作。
1930年10月，江西國民黨調集了3萬多兵力，向贛東北根據地發動“圍剿”，根據地的局勢日益緊張。方誌敏隻好屢次向特委告急，要求紅十軍立即返回根據地。恰在這時，黨中央召開了六屆三中全會，及時糾正了李立三“左”傾錯誤，贛東北特委遂決定停止執行“立三路線”，將紅十軍由九江一帶調回根據地。同時，特委還根據黨中央指示，成立了贛東北省委，由唐在剛擔任省委書記，方誌敏任省工農民主政府主席。紅十軍返回根據地後，方誌敏對其進行了精簡整編，全軍隻保留4000人，縮編成3個團。采取一人一槍的正規編製，以適應遊擊作戰，並將編餘的大批人員和裝備重新組建以充實各縣的地方武裝力量鞏固根據地。接著，方誌敏召集3000多代表召開了13縣動員大會，要求贛東北統一部署，全麵展開反“圍剿”鬥爭。
在方誌敏的領導下，紅十軍首先出擊珠山橋，殲敵150多人，俘40多人，給敵蕭致平團當頭一棒，並殲滅了來援之敵200餘人。接著突襲上饒，全殲五縣靖衛團。隨後，紅軍又乘勝再次攻打河口鎮。在河口鎮戰鬥最緊張的時刻，方誌敏冒著槍林彈雨，親臨第一線，指揮突擊隊攻占了敵軍頑固防守的天主教堂，終於勝利打下了河口鎮。這一仗，紅軍以很小的代價全殲了敵軍1個團500餘人，其餘全部俘虜，並繳獲4門迫擊炮、4挺機槍、各種槍支800餘，子彈和軍需物資無數，取得了重大的勝利，河口、上饒、橫峰等根據地全部得以恢複。
到12月下旬，紅軍又把敵軍引入了弋陽北鄉的七星尖，集中兵力打了一個漂亮仗，全殲敵人1個營300多人，繳獲機槍12挺，還圍殲了前來增援之敵，活捉了敵團長。紅軍的一係列勝利，把敵人打得手足無措，各縣的赤衛隊等地方武裝配合紅軍開展活動，敵軍更加惶惶不可終日，紛紛逃離根據地。
1931年春，在蘇區形勢比較穩定的情況下，方誌敏又提出蘇區要“進攻中鞏固，鞏固中擴大”，並領導了蘇區的各項建設事業。根據調查所得，親自起草了《各級蘇維埃工作條例》，條例明確規定“要建立巡視製度”。當時在瑞金中央政府工作的謝覺哉對這種“巡視製度”給予了很高的評價。在方誌敏的帶領下，蘇區幹部養成了以身作則、艱苦奮鬥、全心全意為人民的服務優良作風，保持了共產黨員的優秀品質，贏得了人民群眾的支持，根據地的政權建設取得了良好的成效。
1931年1月，以王明為首的“左”傾教條主義者在黨的六屆四中全會上占據了領導地位。他們指派萬永誠、倪寶樹以中央特派員身份來到贛東北，由萬永誠接任省委書記，倪寶樹接任紅十軍政委。他們全盤否定方誌敏在蘇區的成績，批評贛東北的工作是“右傾保守主義”、“封建地方主義”、“富農路線”。2月，蔣介石發動了第二次反革命“圍剿”。在優勢敵人的進攻麵前，萬、倪提出“要鞏固贛東北蘇區，就要先鞏固中央蘇區；而要鞏固中央蘇區，就應該把紅十軍拉到中央蘇區去作戰”的謬論，這一實際上的逃跑主義錯誤主張遭到了方誌敏和省委其他領導人的堅決抵製。方誌敏在省委會上同他們進行了激烈的爭論，最終大會接受了方誌敏的作戰方針，並決定由方誌敏接替倪寶樹代理紅十軍政委，負責指揮反“圍剿”鬥爭。
1931年3月，蔣介石調遣第五十五師、十八師五十二旅和浙江保安師第四團等進攻贛東北蘇區。紅十軍在方誌敏、周建屏的領導下，首先在葛源進行了為期一周的整訓，糾正了一些散漫作風，鼓舞士氣，大大提高了戰鬥力。4月11日，溪貴縣周坊鄉之敵十八師的一個團，派出一個連在丁家坊搶糧。方誌敏、周建屏率八十一團打了一個漂亮的狙擊戰，殲敵40多人，繳槍40多條。當晚，方誌敏料到敵人會把傷員送往貴溪城裏，便將部隊轉移到敵人的必經之地苟源裏設伏，果不出所料，當晚又打了一個伏擊仗，俘敵30多人。其後，紅八十一團轉移到餘江鶴嶺，兵分兩路夾攻敵人，殲敵一個連，迫使敵軍撤出貴溪周坊，躲進了餘江縣城。周坊又回到了人民手中。這就是在贛東北有名的“三日三戰，三戰三捷”，根據地的反圍剿鬥爭取得了階段性的勝利。
4月下旬，閩北蘇區因敵眾我寡，反圍剿鬥爭屢次失利。大部分蘇區淪陷，形勢十分危急。方誌敏接到求援報告後，立即率紅十軍向閩北進發。4月27日，紅十軍在進軍途中消滅了盤踞在這裏的任老漢靖衛團。4月30日，方誌敏率領的紅軍在武夷山的溫林關，同閩北獨立團會師。兩部會師後經過一天兩晚的戰鬥，終於殲滅了駐守在由福建崇安通往江西的交通要道長澗源的盧興邦部一個連，收複了閩北分區機關駐地車盤和坑口。