1930年8月,紅三軍團與朱德、毛澤東的紅一軍團組成紅一方麵軍,朱德任總司令,彭德懷為副司令,毛澤東為總政委、總前委書記。從1930年12月到1933年3月,彭德懷協助朱德、毛澤東指揮紅軍連續粉碎了國民黨對中央根據地的四次"圍剿"。第一次反"圍剿",一方麵軍采取誘敵深入,待機殲敵的方針,當敵軍張輝瓚率其師部及兩個旅進入紅軍待機地域小布附近時,彭德懷率紅三軍團從右翼斷敵退路,配合一軍團取得大捷,俘敵9000多人,活捉張輝瓚。紅軍乘勢揮戈東進,三軍團於東韶追殲敵五十師大半,繳獲甚多。在第二次反"圍剿"中,彭德懷指揮三軍團在一軍團的密切配合下,首戰東固、二戰中村、再戰建寧,三戰三捷。第三次反"圍剿",彭德懷指揮三軍團與一軍團並肩作戰,先在興國東部蓮塘全殲上官雲相七十三師,繼在永豐縣南消滅郝夢麟部兩個團,接著,彭德懷指揮三個師在興國西高興圩截擊敵人。敵人以兩個團的兵力占領方石嶺有利地形,用強大的火力把我突擊部隊壓在山腰,滕代遠負傷。彭德懷揮刀躍馬,衝鋒在前,士氣大振,一舉突破敵陣地。彭德懷指揮部隊乘勝追擊,在方石嶺全殲韓德勤五十二師並九師的炮兵團。第四次反"圍剿",彭德懷指揮三軍團采取圍點打援的戰術,圍攻豐南城,在援敵進至黃陂登仙橋附近時,三軍團突然發起攻擊,激戰兩天,全殲敵五十二師,活捉師長李明;殲敵五十九師大部,活捉師長陳時驥。其後,又在草台崗戰役中與紅一軍團和二十一軍、獨立師密切配合,殲敵十一師大部、九師一部,擊斃十一師師長。
這時,中央推行"左"傾軍事路線的領導者撤銷了毛澤東對中央紅軍的指揮權,實行了"兩個拳頭打人"的錯誤軍事指導,將紅一軍團和紅三軍團分離作戰。1933年7月,中央革命軍事委員會命令組建東方軍,由彭德懷任司令員,滕代遠任政委(楊尚昆繼任),率軍入閩,先後攻占泉上、朋口,使寧化、清流、歸化等蘇區聯成一片。繼而又攻占連城。8月中旬,東方軍又挺進閩中,攻占洋口、峽陽,圍南平、順昌。1933年9月,蔣介石發動了對中央革命根據地的第五次"圍剿"。敵人攻占黎川,彭德懷奉命率東方軍回師江西。在黎川洵口,全殲敵六師之十八旅。在第五次反"圍剿"中,由於中央實行了一條"左"傾軍事路線,采取"禦敵於國門之外"、"短促突擊"的錯誤戰略戰術,使紅軍處於十分被動的地位。這期間,國民黨十九路軍發動了福建事變,彭德懷積極建議中央聯合、支持十九路軍,乘蔣介石將圍攻紅軍的部隊調往福建之機,紅軍主力向閩浙贛邊區進軍,威脅敵之根本重地南京、上海、杭州。可這一正確的意見未被接受,失去了粉碎第五次反"圍剿"的戰機。使蔣介石解決福建事變之後,得以集中全力進攻中央蘇區。以11個師沿10華裏的正麵向蘇區北部重鎮廣昌推進。共產國際軍事顧問李德急調一、三軍團九個師的兵力防守廣昌,與敵"決戰",李德親自赴廣昌督戰。彭德懷認為,紅軍無重武器,廣昌無法堅守,再三向中央建議主動放棄廣昌,避免與強敵決戰。然而李德置若罔聞,一意孤行。結果激戰一天紅軍受到很大損失,被迫撤出廣昌。
廣昌戰役後,彭德懷與李德發生了激烈的爭論,彭德懷批評李德說":你們指揮作戰從開始就是錯誤的。我們從第四次反"圍剿"以後,就沒有打過一次好仗。團村戰鬥,若一、三軍團不分離作戰,集中力量,就能消滅敵軍3個師15個團,而你們卻堅持分兵,打成了消耗戰。你們坐在瑞金,在地圖上指揮戰鬥,連迫擊炮放在那個位置上都規定得死死的,幾乎造成一軍團全軍覆滅。若不是紅軍有高度的自覺精神,一、三軍團早就被葬送了。"說到激動處,彭德懷站起來指著李德說",中央蘇區開創從一九二七年到現在快八年多了,一、三軍團活動到現在也是六年了,可見創造根據地之不易,現在卻被你們給葬送掉,你們是"崽賣爺田不心痛""。翻譯伍修權把彭德懷的話剛翻完,李德暴跳如雷。連聲大吼":封建!封建!你是因為被撤掉革命軍事委員會副主席不滿。"剛直不阿的彭德懷怒斥李德"無恥"。李德常自居於中央之上發號施令,無人敢頂撞。彭德懷已往最壞處作了打算,他回去以後將鋪蓋一卷,準備被撤職、關押、殺頭,為了革命事業,他什麼也不怕。李德也許懾於彭德懷在紅軍中的威望,也許因為還得靠彭德懷打仗,沒有處分彭德懷,隻是給他加了一頂右傾機會主義的帽子。
紅軍撤出廣昌後,敵人分六路向根據地推進,彭德懷指揮三軍團在高虎堖進行了頑強的阻擊戰,給敵人以很大的殺傷,但中央根據地的軍事失敗已無法挽回。紅軍被迫撤離中央根據地,開始了長征。