红四方面军主力南下后，由于受到敌军围攻，于36年初被迫退向川西北的甘孜、炉霍地区，大金军区撤销，成立金川军区，李彩云被任命为该军区司令员，同时兼任军区独立第一师师长，担负阻击敌人的任务。

1936年6月，贺龙、任弼时率领的红二、六军团长征到达甘孜地区，同红四方面军会师，旋被合编为红二方面军。两军会师后不久，红二、四方面军就共同北上，于是，李彩云又率部踏上征途，8月初到达甘肃南部地区。9月，成立了以王维舟为总指挥的甘肃抗日救国军总指挥部，李彩云调任抗日救国军第三路司令兼甘肃独立师师长。李彩云受命后，立即组织力量，在岷县、临洮、渭源、会川一带开展群众工作，动员广大青年参加红军。他向广大群众宣传说："红军是为劳苦大众打天下的，穷人要翻身，只有当红军。"群众听到乡音，知道他是临洮人，倍感亲切，青年们纷纷参加红军，不到一个月，独立师发展到2000多人。

10月初，红四方面军离开岷县、临洮地区，继续北上。总部决定，由李彩云率独立师500多名新兵，补入红五军，其余人员或补入其他部队，或组成地方游击队，就地开展斗争。李彩云见到董振堂军长后高兴地说："老首长，我又回来了，给你带来了500多人。叫我干什么都行，由你随便分配。"董军长也很高兴，同他畅叙别后的斗争生活。因为师团领导干部都满员，遂分配他担任军司令部训练科长，李彩云愉快地接受了任务。10月下旬，李彩云随红五军到达甘肃会宁，参加了一、二、四方面军的大会师。

（三）
1936年10月下旬，红五军与四方面军的红九军、红三十军等部，奉中央军委命令，从甘肃靖远渡过黄河，在靖远、景泰地区转战半个月后，又奉命组成西路军，在河西走廊建立根据地。11月9日，西路军总部率领第五、第九、第三十军及骑兵师、教导团、妇女抗日先锋团等共两万一千余人，由镇虏堡、打拉牌、锁罕堡等地出发，分三路纵队向河西走廊腹地进军。

河西地区是西北军阀马步芳、马步青的地盘。西路军一进入河西走廊，即遭到马家军阀优势兵力的围攻。李彩云在董军长领导下，积极收集敌情，研究敌军作战特点。他夜以继日地工作，定出了打敌骑兵的战术措施。这些措施推广到战斗连队后，对打敌人骑兵发挥了重要作用，受到董军长的称赞。11月25日，红五军进驻山丹县城。不几天，马家军蜂拥而来，围攻红军。李彩云积极参加了守城战斗，杀伤一批敌军，缴获了一批战马。

为了对付马家军的骑兵，红五军决定以缴获的战马为基础，组建骑兵团，调四十五团三营营长吕仁礼任团长，并派李彩云协助吕仁礼组建训练骑兵。他接受任务后，很快调集马匹，调整人员，配备武器，组建起3个骑兵连队，并利用战斗间隙，进行马术和战术训练。

李彩云是红军中最早组织指挥骑兵的领导干部之一。他早年在国民军军官学校骑兵队受过马术和骑兵战术训练；在川西北时，他指挥的金川军区独立第一师，就是一支骑兵部队，后来大部分补入了四方面军骑兵师。这次训练骑兵，是搞他的"老本行"。经过短期训练，这支新组建的骑兵部队，就能担负战斗任务了。

西路军继续向西征战。董振堂指挥红五军长途奔袭，于1937年元旦一举攻占高台县城。红五军一面发动群众，建立地方政权，一面积极备战，加固城防工事。当时，红五军参谋长李屏仁已负重伤，李彩云即成为董军长的得力助手。进驻高台后，他抓紧时间，订出了守城计划，组织部队迎击来犯的敌人。

数天之后，敌马家军两万多人就来围攻红军。敌人先占领了10多公里范围内的各个要点，把高台城层层包围起来，并切断了红军与外界的一切联系。然后采取步步为营的战术，缩小包围圈，向红军发起攻击。从1月12日起，战斗越打越激烈。敌人用大炮轮番轰击城墙，打开缺口后就架上云梯，头顶铁锅冲上城来。红军战士在缺口上同敌人肉搏，打退了敌人无数次进攻。

在战斗最激烈的时候，李彩云来到北城墙，协助骑兵团守城，并做突围准备。英勇的红五军将士同七八倍于己的敌人进行了殊死搏斗。杀伤敌人2000多人，自己也有很大伤亡。到19日，大部分同志英勇牺牲，剩余的人员也处于弹尽援绝的地步，形势非常危急。20日凌晨，敌人从几处破城而入，军长董振堂、政治部主任杨克明等牺牲，只有李彩云等少数人跳城突围，回到西路军总部所在地倪家营子（在甘肃临泽县城南40公里处）。

西路军原骑兵师于元月19日支援高台红军作战时，遭敌骑兵逆击，师长、政委等牺牲，部队基本覆没。2月上旬，西路军总部决定，以原骑兵师剩余人员和马匹为基础，重建骑兵师，任命杜义德为师长，李彩云为参谋长。

骑兵师重建后不久，即奉命向东运动，牵制和调动敌人。李彩云协助杜义德率领部队沿祁连山北麓行进。经过两昼夜行军，到达永昌县东南的一个村庄里。部队刚到这里，敌人的骑兵就尾追而来。敌人人多马壮，从东西两面夹击，把骑兵师逼到一个土围子里。杜义德、李彩云立即指挥部队堵死寨门，凭借围墙抗击敌人。激烈的战斗进行了两天一夜，杀伤了一批敌人，但骑兵师人无口粮，马无草料，弹药也不多，杜义德和李彩云只得趁着黑夜，打开寨门，带领部队突围西行，回到倪家营子。

这时倪家营子正打得激烈，西路军受到优势敌人的围攻，损失严重，全军已不足万人。然而敌人还在疯狂地向红军猛攻。李彩云等指挥骑兵师阻击敌人，掩护部队且战且行，转移到临泽县西南部的三道柳沟时，这支骑兵师已伤亡大部。

西路军的西征终于失败了，骑兵师幸存人员和红九军余部数百人，由副总指挥王树声和骑兵师长杜义德带领向东转移。他们多次被敌人冲散，到达张掖以南的山岭时，只剩下王树声、杜义德、李彩云、李新国等11个人了。为便于隐蔽，摆脱敌人的追击，王树声决定丢弃马匹，轻装前进。他们迈着疲惫的脚步，沿着崎岖的山间小道艰难地行进。李彩云对同志们说："我们一定要回陕北，去找毛主席和党中央。"

西路军的西征终于失败了，骑兵师幸存人员和红九军余部数百人，由副总指挥王树声和骑兵师长杜义德带领向东转移。他们多次被敌人冲散，到达张掖以南的山岭时，只剩下王树声、杜义德、李彩云、李新国等11个人了。