1935年9月，張國燾反對紅軍北上，強令紅四方麵軍南下。洪學智與軍首長率領紅四軍不畏艱辛，再過草地，繼而翻越終年積雪的夾金山。洪學智深知這不僅是一次體能的考驗，更是一次毅力的挑戰。他號召廣大指戰員發揚一往無前的革命精神和不怕艱難險阻的英雄氣概，黨員幹部要以身作則，同誌之間要團結友愛，不能讓一個傷病員留在山上。翻山中，他帶領收容隊走在隊伍後邊，專門收容那些掉隊的和凍得不能走的戰士。這時，他發現有6個戰士在風雪中倒下，已聽不到呼吸。看著這些結下了深厚情誼的戰友倒下，洪學智十分難過，不忍心把他們留在山上，就把他們抬下山。其實，有的戰士並沒有死，隻是被凍僵了，抬到山下的屋子後，隨著溫度升高逐漸恢複了知覺。洪學智發現後，馬上組織搶救，硬是把5名戰士從死亡線上拉了回來。他常說，人的生命是寶貴的，隻要有一線生的希望就要搶救，不管花多大代價都值得。戰爭年代，愛護戰士的生命就是對兵的最愛。紅軍戰士都為遇到這樣的首長而自豪。
洪學智正確執行黨的民族政策，對少數民族頭人積極開展統戰工作，獲得了少數民族兄弟的支持，解決了紅軍的糧草供應，擴大了紅軍在少數民族地區的影響。1936年4月，紅四方麵軍占領瞻化城時，為了得到巴頓多吉土司的支持，洪學智親自與巴頓多吉談判。巴頓多吉見洪學智不但豪爽而且平易近人，感動地說：“你們紅軍紀律嚴明，把我們藏族同胞當朋友待，真是個仁義之師，你這個朋友我交定了！”在巴頓多吉的提議下，二人按藏族風俗，義結金蘭。隨後，巴頓多吉所管寺廟不但不反對紅軍，還捐出許多牛羊和糧食。為了工作方便，洪學智又請巴頓多吉出任瞻化革命委員會主任。在瞻化的幾個月，紅軍需要的糧食、牛羊、帳篷，還有很多物資，都是經過巴頓多吉送到紅軍手裏的。當紅六軍團緊急到瞻化時，巴頓多吉隻用一天一夜時間，就籌集到28萬斤糧食，保障了紅六軍團的給養。洪學智與巴頓多吉的情義，在當地傳為美談。
在主持我軍後勤工作期間，洪學智始終堅持把政治工作擺在一切後勤工作的首位，充分發揮其生命線的作用。他強調，“政治工作不是單純的、孤立的，而是要滲透到業務中去，否則，政治工作也就沒有內容，是空洞無物的。”他認為，政治工作單靠少數領導和政工人員去做是沒有力量的，也是肯定做不好的。隻有把群眾充分發動起來，人人都去做，政治工作才會有深厚的基礎，才能發揮威力和作用。洪學智強調要加強後勤職業道德建設，廣泛開展“五愛”、“四有”教育，培養後勤人員“廉潔奉公、秉公辦事、艱苦奮鬥、克勤克儉、工作嚴謹紮實、全心全意為部隊服務的後勤職業道德，堅決反對以權謀私、弄虛作假、本位主義等不正之風和粗疏馬虎、玩忽職守等失職行為”。通過紮實有效的政治工作，後勤麵貌得到了顯著改善。
現代後勤的開拓者
洪學智同誌具有超強的統籌能力，善於科學調配後勤資源，最大限度發揮後勤保障效益。他不僅創造了抗美援朝戰爭我軍後勤保障的寶貴經驗，而且對新時期我軍後勤現代化建設不斷開拓創新做出了卓越貢獻，在我軍後勤史上書寫了光輝的篇章。
對於後勤工作，洪學智很早就接觸了。土地革命時期，他在接應中央紅軍時，就組織籌措了大批軍需物資，受到同誌們的讚揚。隨著戰爭的進程，洪學智對後勤工作重要性的認識越來越深刻，並逐漸積累了一些寶貴經驗。
抗美援朝戰爭中，後勤供給極為困難，誌願軍經常缺槍缺彈缺糧，造成非戰鬥減員，製約著前線作戰行動。洪學智從實戰中體會到，我軍一直延續的“小米加步槍，倉庫在前方”的保障方式已經不能適應現代戰爭的需要，必須進行徹底變革。他認為，現代戰爭是立體戰爭，在空中、地麵、海上、前方、後方同時進行，或交叉進行，戰場範圍廣，情況變化快，人力物力消耗大。戰爭不僅在前方打，也在後方打。後方這場戰爭的規模，不僅決定了誌願軍在前方進行的戰爭規模，而且也決定著前方戰爭的成敗。誌願軍隻有打贏了這場後方的戰爭，才能更好地保證前方戰爭的勝利。
1951年4月，洪學智回國向黨中央和中央軍委彙報戰況。他根據自己對戰局的分析提出兩項建議：一是在軍事鬥爭方麵要作長期打算，建議構築坑道工事作堅守防禦，爾後伺機反攻；二是在後勤工作方麵要加強保障，建議實行集中統一指揮。毛澤東主席和周恩來總理聽後都表示讚許。隨後，誌願軍成立了後勤司令部，洪學智兼任後勤司令員。後勤司令部除統一指揮配屬後勤係統的工程兵、高炮兵、鐵道兵、通信兵以及公安、運輸等部隊外，還負責統一管理朝鮮境內我軍一切後勤組織與設施，並迅速建成以誌後、5個分部、23個兵站為骨架的供應網絡，形成了統一指揮，前後左右貫通，能打、能防、能運、能供的全能保障體係，實現了由單一兵種後勤向諸兵種合成軍隊後勤的轉變，極大地增強了誌願軍的後勤保障能力。麵對這場無前後方之分的現代化立體戰爭，洪學智同誌提出後勤部隊要“在保障中進行戰鬥，在戰鬥中實施保障”，把後勤保障與後方防衛作戰有機地統一起來，從而扭轉了被動挨打的局麵。戰爭初期與戰爭後期相比，車輛損失率由42.8%下降到1.8%，物資損失率由13.4%下降到10.8%，運輸效率提高76%。後勤部隊的戰鬥成果也異常顯赫，僅誌願軍直屬後勤部隊就擊落敵機109架，擊傷600餘架。
1951年7月，敵人趁朝鮮北方發大水之機，對誌願軍後方發動了一場大規模的“絞殺戰”，每天平均出動900多架次飛機瘋狂轟炸，企圖把誌願軍的後方運輸線徹底切斷。洪學智提出“千條萬條運輸是第一條”的口號，果斷采取構建運輸網絡、組織接力運輸、開展對空作戰、隨炸隨修隨通等一係列針對性措施，保證了作戰物資源源不斷運往前線，直至前沿陣地和坑道。誌後廣大指戰員發明了“片麵運輸”、“頂牛過江”、“水下橋”等巧妙的運輸戰術，建立起一條正規統一的網狀戰鬥化後勤體係，誌願軍的後勤供應因此贏得了“打不爛的鋼鐵運輸線”的美譽。戰爭結束後，前蘇聯組織專家來華專門了解和學習誌願軍鐵道兵經驗，對於“頂牛過江”等發明倍加讚賞。
在抗美援朝戰爭中，洪學智領導誌願軍後勤各部隊，創造了我軍後勤史上在極端艱難條件下確保戰場供應的“奇跡”，積累了許多現代化戰爭後勤保障工作的經驗。朱德總司令稱讚道，抗美援朝的勝利，後勤起了一半的作用。就連美軍第8集團軍司令範弗裏特在記者招待會上也不得不承認：“雖然聯軍的空軍和海軍盡了一切力量，企圖阻斷共產黨的供應，然而共產黨仍然以令人難以置信的頑強毅力把物資運到前線，創造了驚人的奇跡。”
1956年12月，洪學智任總後勤部部長、黨委書記。麵對後勤工作的新形勢，他從國家和軍隊的實際出發，組織領導全軍後勤實行了一係列曆史性的重大轉變，奠定了我軍後勤正規化現代化建設的堅實基礎。1980年1月，他再次出任總後勤部部長，後又任中央軍委副秘書長、總後勤部部長兼政委。他努力探索新形勢下後勤工作的特點和規律，提出了後勤工作必須“適應現代戰爭要求，適應我軍革命化現代化正規化建設要求”的指導思想。他提出的“全局觀念、戰備觀念、群眾觀念、政策紀律觀念和勤儉節約觀念”，成為全軍後勤指戰員做好新時期後勤工作的行動準則。他堅決貫徹中央軍委關於軍隊建設指導思想實行戰略性轉變和裁軍百萬的戰略決策，提出“錢少要把事情辦好，人少要把工作做好”，科學合理地確定軍費投向投量，在供需矛盾十分突出的情況下，保證了軍隊建設各項工作的需要。他積極穩妥地推進後勤改革，實行統供與專供相結合的保障體製，建立健全戰略、戰役、戰術三級儲備供應管理體製，形成三位一體的整體保障力量，在管理、財務、審計、科技、學術等方麵取得重大突破。他倡導“勤儉建軍、艱苦奮鬥”的方針，大搞農副業生產，彌補軍費不足，並在全軍實施“斤半加四兩”的副食標準，顯著提高了部隊的生活水準。他積極推進各項後勤基本建設，親自組織領導進行邊海防、倉庫、營房、醫院、財務大調查、大整頓、大建設，很快改變了全軍後勤麵貌，受到中央軍委多次讚揚。他組織領導全軍後勤創建了具有中國特色的軍隊後勤保障體係，是我軍現代後勤工作的奠基人和開拓者。