一九三零年八月二十日，我赶到浏阳县永和市找到了红五军军部。邓萍很热情地接待了我，问我伤势和治疗情况，告诉我毛泽东、朱德带着红一军团要来永和市会师，两只拳头合在一起，力量更大，可以大干一场了。我为邓萍的热情所打动，心里也热乎乎的。邓萍要我暂时休息几天，等待分配工作，我就在军部住下了。
八月二十三日，红一、三军团按计划在永和市会师。当天，两军团前委举行联席会议，决定成立第一方面军，朱德为总司令，毛泽东为总政治委员，彭德怀为副总司令，滕代远为副总政治委员，同时成立了党的总前委，毛泽东为总前委书记。红一方面军辖第一、第三军团；红一军团辖第三、第四、第十二军；红三军团辖第五、第八、第十六军，总兵力约三万余人，两军团兵力大致相等。红一方面军的成立，进一步在战略上集中了兵力，这对红军更好地实现由游击战向运动战的转变，促进革命的发展，具有重大的战略意义。
我们红三军团军团长由彭德怀兼，政治委员滕代远兼，参谋长邓萍，政治部主任袁国平；军团下辖三个军、六个师和特务团、炮兵团、工兵营，约一万七八千人。红五军下辖第一、第三两个师，军长由邓萍兼任，政治委员张纯清，政治部主任吴溉之。我被任命为红五军党委秘书长；十一月，红五军召开党代表大会，我又被选为党委组织部长。
在红一方面军总前委会议上，讨论了攻打长沙的问题。当时有些同志看到三军团第一次攻打长沙取得很大胜利，缴获大批武器装备和物资，部队武器装备大大改善，个个穿起崭新的军装，面貌焕然一新，十分羡慕，认为三军团仅一个军团的兵力就能攻下长沙，现在两个军团合兵一处，打下长沙更没有问题：加之当时党内军内总的指导思想仍然是要攻打中心城市，争取一省数省的首先胜利，因而攻打长沙的主张便占了上风。而彭德怀和三军团的许多同志从实际出发，不大同意打长沙。因为从一九二九年十一月起到此时近一年时间，部队扩大了六倍，而且从五月份开始连续作战、攻城，部队没有得到休整，有些连队不仅没有党支部，连党员也没有，只靠士兵会的活动而没有党的领导核心，迫切需要进行短期休整，以利再战。而且从敌情方面看，第一次打长沙是我军抓住敌人战略部署上的弱点，各个击破敌军的“长蛇阵”，以迅雷不及掩耳之势袭击敌人，所以能乘胜攻进长沙城，这次则不同：这一次敌人追击我军的四个旅，只有戴斗垣旅在文家市被我一军团全歼，其余三个旅在我三军团赶到文家市的前两天即已主动退回长沙，兵力未减；原来在长沙还有敌人一个旅没有出动，所以，长沙当时还有敌人四个旅的兵力，加之他们已在长沙准备了五六天，野战工事也构筑好了，我们再次进攻长沙，便失去进攻的突然性，变成正规的阵地攻坚战，胜利的把握很少。可是，总前委会讨论的结果，多数人决定要攻打长沙，彭德怀和红三军团的同志只好服从。
八月二十四日，红一方面军总部即发布命令，分三路向长沙推进。红一军团为左路，红三军团的第十六军和平江地方武装为右路，红三军团的第五、第八军及浏东地方武装为中路，于二十八日进抵长沙东南郊外三十里的枫树河、新桥、落霞坪、菱中铺、龙头铺一带，对长沙形成包围态势。此时，据侦察得悉，长沙守敌自南郊的猴子石起，经阿弥岭、湖迹渡至北郊捞刀河口止，透迤数公里，林立许多碉堡、巨型鹿砦，还装上高大的电网，这是我们过去从未见过的如此坚强的工事。而我军只有步枪和少量机枪，军团虽有一个炮兵团，但也只有十几门山炮和二十余门迫击炮（第一次攻打长沙时缴获的几门野炮，因太笨重，没办法带走，都已炸毁），炮弹数量又少，缺乏攻坚武器，所以，包围长沙之后，总指挥部就想方设法诱敌出击，但守敌却连续数日坚守工事不出，真是气煞人了。
九月三日，方面军总指挥部获悉守敌指挥部为给守城的敌军鼓气，打破被围的困境，将以十个团的兵力从猴子石向我军出击，真是喜出望外，马上进行歼敌部署：由红三军团担负监视正面敌人的任务，红一军团在敌出击线西侧，形成一个伏击敌人的大口袋。当天下午，敌陶广师所属的第一、第二旅及补充团、独立团、特务营、工兵营等部，果然由猴子石向我军出击，上了我们的钩。下午五点多钟，敌军约有两个团进入我伏击圈，其后续部队仍在继续出城。时近黄昏，我军出敌不意，以泰山压顶之势猛烈出击，打他个措手不及，将敌驱至湘江边上，经过激烈战斗，毙敌六百余人，俘敌两名团长及士兵千余人，缴枪一千多支，并击伤其旅长陈渥及两名团长，余敌狼狈溃逃，龟缩于猴子石阵地内，不敢反击。
敌人接受猴子石出击失败的教训，不敢再贸然出击。我军又围城七天，敌人仍坚守不出，双方对峙于长沙城下。
九月十日，方面军总指挥部不得不于田心桥发布《强攻长沙的命令》。但两个军团多次强攻，由于守敌准备充分，工事坚固，进攻部队受阻于高压电网之下，进攻未能奏效，伤亡较大。为了攻破敌人的电网，我军曾采用“火牛阵”的办法，买来一批公牛，在牛尾巴绑上沾了煤油的破布、破棉絮和鞭，炮，一齐点着了火。公牛被火烧和鞭炮惊吓，发疯似地向敌人的电网冲去。可是，火牛冲近敌人阵地时，有的被敌人的枪弹打死，有的被电网高压电击毙；有的被敌人的枪炮声惊吓，掉转头往我们自己的阵地上冲，反而把跟在火牛阵后面的冲击部队冲散了，仍未奏效。这种“火牛阵”过去对付地主武装的土围子曾发挥过威力；但对付敌人的高压电网是毫无用处的，这也是当时我们部队缺乏科学知识的表现。“火牛阵”失败后，部队又组织几次强攻，仍未奏效，伤亡很大，事实证明，我军还不具备阵地战和攻坚战的条件。
这时，中共长江局传来了国民党张发奎部和桂系的部队已进至湘潭一线，企图增援长沙守敌的消息，于是，毛泽东建议先消灭增援的桂军再打长沙。总前委经过讨论同意毛泽东的意见，于九月十二日发布了《撤围长沙进占萍乡株洲待机的命令》，第二次进攻长沙遂告结束。这次进攻长沙，不顾客观情况已发生变化，我军攻坚力量薄弱等条件，凭主观愿望决定攻打而遭到挫折，教训是深刻的。“文化大革命”中，有些人把第二次攻打长沙失败的罪责强加于彭德怀身上，这就不实事求是，也是不公道的。