在紅一方面軍節節勝利的同時，張國燾正帶著紅四方面軍南下往絕路上走。
卓木碉會議之後，張國燾加緊制定南下作戰方案。8萬紅四方面軍指戰員在藏區和雪山草地上水土不服，飢一餐飽一餐地往南走。張國燾為了鼓舞士氣，提出了一個頗有誘惑力的口號：「打到成都吃大米」。
1935年10月8日，許世友率紅四軍來到大金川河岸邊，發現強渡難以成功，眉頭一皺，想起《三國演義》中孔明草船借箭的故事，頓時一條妙計湧上心頭。晚上，許世友命令從河的上游放下8隻木筏，上面放置著一批衣冠整齊的稻草人。對岸的敵人果然中計，把注意力和火力全都集中到了稻草人身上。接著，許世友命令紅軍戰士從不遠處登上7隻小木船。偷渡過河的紅軍很快就把敵人打得暈頭轉向，棄甲而逃。紅四軍乘勝進擊，相繼攻下綏靖和丹巴。10月15日，紅九軍擊潰了兩河口楊森部守敵，連續急行軍500里，奪取了撫邊。月黑風高之夜，九軍二十七師神兵般到達了達維鎮。紅軍戰士摸進街時，敵人還在睡大覺。敵第四旅旅長高德州聽到槍聲才從美夢中驚醒過來，他顧不上穿衣服就落荒而逃，跑到夾金山下時，才發現自己只穿了一條大花褲頭。緊接著李先念率三十軍攻佔了懋功。12天的時間，紅四方面軍擊潰川軍6個旅，把川軍打得落花流水，取得了綏丹崇懋戰役的勝利。
初戰告捷，張國燾心花怒放，僥倖取勝的心理更甚。1934年10月20日，張國燾欣然以「軍委主席」的名義下達了《天蘆名雅邛大戰役計畫》。
10月27日，紅四方面軍第二十軍八十八師翻越夾金山，居高臨下衝擊駐守在山腳的川軍楊森部一個團。川軍丟了魂似的沿著隘路猛跑，僅被擠下深淵丟掉性命的就有200多人。11月1日，王樹聲率部佔領了寶興縣城，接著又進逼蘆山城。與此同時，許世友找來採藥農民當嚮導，帶著紅四軍用大刀披荊斬棘，開出一條路來，只花了一天一夜就翻過了夾金山，於11月8日抵達紫石關下。紫石關地勢險要，只有山間一條小路，易守難攻。守軍劉文輝部袁國瑞旅做夢也沒想到，紅軍竟然從懸崖絕壁爬上來。在紅軍的內外夾擊下，敵人棄關而逃，逃到天全城外，但守城的劉湘部郭勛祺師不肯開門，還向袁旅士兵掃射，揚言「把這些雜牌部隊清除掉，我們好去打紅軍」。9日，紅軍採取夜襲的戰術攻進了天全縣城，敵師長郭勛祺跳牆而逃。12日，紅軍又攻佔了蘆山縣城。
僅10多天，紅四方面軍勢如破竹，連克寶興、天全、蘆山三縣，殲敵5000多人，控制了大渡河以東、懋功以南、邛崍山以西和青衣江以北大片地區，造成直下川西平原、威脅成都的態勢，這令蔣介石和四川軍閥極為震驚。
對此，張國燾喜形於色，得意忘形。他以中央的名義給在陝北的中共中央發去了以下電報：
這一勝利打開了川西門戶，奠定了建立川康蘇區勝利的基礎，證明了向南不利的胡說，達到了配合長江一帶的蘇區紅軍發展的戰略勝利，這是進攻路線的勝利。甚望你們在現地區堅決滅敵，立即鞏固擴大蘇區和紅軍。並將詳情電告。
張國燾已被勝利沖昏了頭腦，沒有想到他的南下方針與行動正在把紅四方面軍拖入危險的境地。
朱德這時提醒張國燾及紅四方面軍將領：部隊已經打出了川西高原的山險隘口，作戰將由山地戰、隘路戰變為平地戰、城市戰，由運動戰變為陣地戰、堡壘戰，要特別加強防空。
地形變了，打法也得變，如何組織對空射擊、防空隱蔽，朱德提出要作認真研究，但張國燾等人不以為然。
蔣介石對川軍的節節敗退非常惱火，他一面讓薛岳率「中央軍」前去「進剿」，一面嚴令重慶行營主任顧祝同和參謀長賀國光親臨前線與劉湘一道指揮。這時的劉湘如驚弓之鳥，唯恐川西平原有失，成都難保，老巢完蛋。他向四川各路軍閥緊急呼籲：摒棄前嫌，共同抗擊紅軍。同時，急調其主力王瓚緒、唐式遵、范紹增等部，星夜趕赴名山及其東北的夾門關、太和場、石碑崗地區，攔截阻擊紅軍。當他的部下范紹增率部到達邛崍縣時，劉湘特地在郊外迎接，在草亭設宴為范紹增等人接風洗塵，一副禮賢下士的姿態。凡是能調動的力量，劉湘這時都設法收買和拉攏。一時間，劉湘搜羅到不少反動勢力，並把他們編入了他的「特組義勇隊」。
11月13日，紅四方面軍集中了15個團的兵力，向朱家場、太和場發起猛攻，把敵人的兩個團打得潰不成軍，丟盔棄甲。16日，紅軍攻下了邛崍、名山大路上的重鎮百丈，土肥糧足、人丁興旺的川西平原就近在紅軍眼前了。
19日，川軍集中了80個團20萬的優勢兵力大舉反攻百丈地區僅有15個團的紅軍。敵人從東、北、南三面向紅軍進攻，百丈關決戰由此拉開了序幕。
百丈，又稱百丈關，位於名山至邛崍間的大路上，是雅安通向成都的必經之地。這一帶地勢開闊，除了靠近百丈關的挖斷山是橫斷公路的一座小山，其餘無險可守。這樣的地形適合大兵團作戰，而對擅長游擊戰和山地攻堅戰的紅軍極為不利。
以前，川軍總是以保存實力為目的，一般都是被紅軍趕著跑，而百丈關一仗，川軍卻如狼似虎地向紅軍撲來。之所以會這樣，是因為川軍已經意識到，紅軍正把他們往死路上逼，紅軍一旦進入川西平原，他們誰都不會再有好日子過了。因此，川軍誓與紅軍在百丈決一死戰。劉湘以總指揮的名義給川軍官兵們下達命令：凡有臨陣退縮，畏敵不前，或謊報軍情，作戰不力者，一律軍前正法；總指揮有權槍斃師長，師長有權槍斃旅長，旅長有權槍斃團長，團長有權槍斃營長，營長有權槍斃連長，連長有權槍斃排長，排長有權槍斃士兵。川軍專門配備了督戰隊，發現逃跑者格殺勿論。
19日，百丈關戰役一打響，敵人就集中強大炮火，向紅軍陣地猛烈轟擊。從黑竹關到百丈關十多里的戰線上，硝煙瀰漫，爆炸聲、槍炮聲、喊殺聲不絕於耳，敵我雙方都打紅了眼。敵人的飛機輪番轟炸，重磅炸彈一顆接著一顆地向著紅軍陣地瘋狂轟炸。敵人企圖用兩個旅的兵力通過稻田進佔百丈，而佔據碉堡的紅軍用幾十挺機槍猛烈地掃射，只見整營整連的敵軍被擊斃在稻田裡，橫七豎八，屍橫遍野。但川軍的後續部隊不斷增援，絲毫沒有減弱攻勢。
紅軍指戰員愈戰愈勇，紅八十八師有一個班，打得剩下3個戰士。但是，這3個戰士卻像釘子一樣堅守在那片樹林中，死死扼守著陣地，以一當百地和敵人廝殺著。
川軍第三十一團團長謝浚則像輸紅了眼的賭徒，準備進行最後的拚命一搏。他命令把白花花的銀圓一筐一筐地抬上前線，以每人20塊大洋的懸賞來組織敢死隊。儘管如此，至下午3時，川軍還是被英勇的紅軍打退瞭然而就在此時，敵人的飛機突然如黃蜂般飛臨上空，對著紅軍狂轟濫炸。紅軍戰士只好四散隱蔽，不少人被炸傷或炸死。敵人的援兵也跟了上來。敵人乘機反撲，紅軍被迫退入百丈鎮中與敵人巷戰。危急關頭，紅四軍十師師長陳錫聯率部前來增援，擊斃了土匪出身的川軍敢死隊頭目王廷章。川軍見勢不妙，紛紛朝鎮東退卻。川軍團長謝浚站在東橋頭提著大刀攔阻，卻無法阻止川軍的退卻。氣急敗壞的他索性往地上一躺，號叫著：「與陣地共存亡，後退者殺無赦！」就在這時，川軍的援軍又來了，與紅軍在鎮上展開了激烈的拉鋸戰，形成了對峙的局面。謝浚打了一天，全團傷亡過半，非常狼狽。
20日凌晨，氣急敗壞的謝浚下令四處縱火，燒毀百丈鎮內的民房。風助火勢，燒得很猛。當紅軍和鎮上居民救火時，川軍就用機槍掃射，濫殺無辜。黎明時分，鎮東已化為一片灰燼，鎮西房屋由於紅軍奮力撲救才得以保住。徐向前親自來到百丈鎮指揮。紅軍戰士冒著濃煙烈火與敵人拼殺。百丈鎮及其附近的水田、山丘、深溝都變成了敵我廝殺的戰場，殺聲震野，屍骨錯列，血流滿地。
11月下旬，薛岳率領的國民黨中央軍又從南面壓了過來。鑒於敵我力量懸殊，持久對峙對紅軍不利，紅四方面軍只好放棄原來的計畫，撤出百丈地帶。在敵人的重兵壓迫和堡壘封鎖下，紅四方面軍南下或向東出擊已無可能。
百丈關決戰是紅四方面軍南下以來打得最為慘烈的一場惡戰。正如徐向前所說：百丈戰鬥，是一場空前劇烈的惡戰，打了7天7夜，我軍共斃敵15000多人，自身傷亡也將近1萬人。敵我雙方，都打到了筋疲力盡的地步。其慘烈程度在長征時期僅次於湘江戰役。
百丈關決戰，也是張國燾南下由勝利走向失敗的轉折點。紅四方面軍因此陷入了被動挨打的困境之中，被迫後撤至天全、蘆山、寶興地區。這一帶物產不豐，人口稀少，紅軍的兵員、裝備都發生嚴重困難。這年的冬天下了十年來罕見的大雪，對紅四方面軍來說，無異於雪上加霜。到年底，紅軍已由9月份的8萬多人銳減到4萬多人，損失近半。1936年初，紅四方面軍被迫