王稼祥真誠地看著毛澤東，說：“更改行進路線，更換指揮團隊，隻有這樣才能救中國。看來，我們是達成一致了。”那一夜，毛澤東與王稼祥真誠地交流了看法，同時，在對待阻止博古等人繼續指揮的問題上達成共識。
接著，王稼祥去找他在莫斯科中山大學的同學張聞天，詳細談了毛澤東和他自己的觀點。張聞天聽了，明確表示同意。他來到王稼祥和毛澤東身邊，利用行軍和休息時繼續交談，並囑咐保衛人員和供給，衛生人員一定要維護好毛澤東的安全和休息。這樣，三人逐漸形成了比較一致的看法，認為必須改變紅軍的前進方向和路線，不能讓博古和李德再這樣指揮下去。與此同時，毛澤東同周恩來、朱德也進行了談話，得到了他們的支持。
這段時期，一軍團政委聶榮臻腳底受傷化膿，也坐擔架隨中央縱隊行動。王稼祥與聶榮臻在途中常常交流看法，由此非常信任和了解。王稼祥直截了當地對他說，根據當前情況，必須撤掉博古和李德的軍事指揮權，改組領導，最好由毛澤東同誌重新出來統帥部隊。對於王稼祥的看法，聶榮臻表示完全讚同。
1935年1月15日，一個扭轉黨和紅軍乃至中國革命曆史命運的中央政治局擴大會議即遵義會議，如期召開。
遵義會議上，博古率先發言，以報告的形式總結了第五次反“圍剿”失利的原因。報告中，博古隻是對第五次反“圍剿”的失敗輕描淡寫了一番，而把真正導致失敗的責任推到客觀方麵，對自己“左”傾機會主義錯誤，實際上並無認識。此時，博古的發言已經引來了與會者內心的不滿。
接著，周恩來、張聞天作了反對“左”傾軍事路線的報告。而後，毛澤東緊接著作重要發言。他用前四次反“圍剿”獲勝的無可辯駁的事實，對王明的“左”傾冒險主義和教條主義錯誤，作了透徹的全麵的分析與有力的批判。他指出：第五次反“圍剿”的失敗，是軍事指揮上和戰略戰術上的錯誤，是進攻中的冒險主義，防守時的保守主義，撤退時的逃跑主義。這樣，在會場上就出現了兩種完全對立的思想觀點和方針路線。會場氣氛頓時緊張起來，四周鴉雀無聲。
很明顯，毛澤東立場鮮明，與博古、李德之間產生了對立麵。關鍵時刻，傷未痊愈的王稼祥捂著傷口，立場地說：“我支持毛澤東同誌的意見！”王稼祥此刻的回答，堅定而又充滿熱情。隨後，王稼祥嚴肅地批評了李德和博古軍事上的錯誤，指出第五次反“圍剿”之所以失敗，其重要原因之一，就是李德等一再地拒絕毛澤東等同誌的正確意見，否定了他們和廣大群眾在長期鬥爭中共同創造並行之有效的實際經驗，少數人甚至個別人實行脫離實際的瞎指揮。
聽到這樣的話，李德有些憤憤不平，狠狠地瞪著王稼祥。對麵的王稼祥卻沒有就此住口。他進一步揭發說，李德進入蘇區後，軍委的一切工作都由他個人所包辦，博古隻聽他一個人的，集體領導已經不存在了。他們還發展了一種懲辦主義，對下實行壓製，對自己卻不作絲毫的自我批評，又聽不進別人一再提出的正確意見。這種惡劣的領導方式，帶來了極為嚴重的後果。
王稼祥所言，有理有據，令在場的人心生敬佩。他鄭重建議：立即改組中央軍事指揮機構，取消李德和博古的軍事指揮權，由毛澤東參與軍事指揮。事實證明，中國的紅軍和中國的革命戰爭，應該也必須由毛澤東這樣的有實際經驗的中國革命家來領導才能取得勝利。
緊接著，朱德、彭德懷、劉少奇、陳雲、李富春等也在會上發了言，批評“左”傾冒險主義的錯誤，明確表示擁護毛澤東的領導。
會議的最後一天，根據多數同誌的意見，做出了幾項決定：增選毛澤東為中央政治局常委，取消三人團（指博古、李德、周恩來三人組成的黨中央關於軍事指揮的決策機構），取消博古、李德的最高軍事指揮權，決定仍由中央軍委主要負責人朱德、周恩來指揮軍事，周恩來為黨內委托的對於指揮軍事下最後決心的負責者。會後中央常委分工，毛澤東為周恩來在軍事指揮上的幫助者。遵義會議結束了王明“左”傾冒險主義在黨中央的統治，確立了以毛澤東為代表的新的中央的領導。
遵義會議上，王稼祥發表了自己的看法，第一個在會上提出應由毛澤東來領導紅軍。他把關鍵的一票投給了毛澤東，幫助毛澤東穩定了局麵，也正確地引導了會議的主旨，為中國紅軍前行的道路上，點亮了一盞明燈。
毛澤東在一次講話中特別提到王稼祥“是有功的人，他是教條主義中第一個站出來支持我的；遵義會議上他投了關鍵的一票。