陳雲對投了贊成票。會後，陳雲受的委派赴上海恢復黨的組織，並赴蘇聯取得同共產國際的聯繫；在蘇聯，陳雲假託被俘的國民黨軍醫撰寫《隨軍西行見聞錄》，最早客觀、公正宣傳，宣傳紅軍長征
第五次反“圍剿”戰爭開始後，“左”傾領導人先是實行進攻中的冒險主義，採取堡壘對堡壘的陣地戰，妄圖禦敵於國門之外；接着又實行防禦中的保守主義，而不是尋求有利時機，變被動爲主動；後來又實行退卻中的逃跑主義，驚慌失措，最終導致反“圍剿”鬥爭的失敗，中國革命被迫實行戰略大轉移。
中央紅軍於1934年10月正式從紅色首都江西瑞金出發開始長征，在突破敵人的四道封鎖線後，紅軍由出發時的86000多人銳減到了3萬多人，損失極爲慘重。面對由“左”傾領導人的錯誤指揮而造成的越來越被動的局面，廣大指戰員越來越清醒地認識到：反“圍剿”戰爭之所以失敗，長征以來之所以遭到了慘重損失，前途之所以越來越不夠明朗，就在於“左”傾領導人排斥了在中央的領導地位，於是懷疑與不滿增加了，要求更換領導人的呼聲越來越強烈。
在同張聞天、王稼祥等人經過多次商量後，提出根據變化了的軍事形勢，紅軍已無法按原計劃去同紅二、六軍團會合了，而應當轉向敵人力量薄弱的貴州去，這一主張得到實際主持軍事工作的周恩來的贊同。1934年12月12日，中央通道會議決定紅軍立即轉向貴州。18日，中央在黎平召開政治局會議，提出紅軍應繼續向貴州西北前進，在川黔邊敵軍力量薄弱的地區建立新的根據地。
在從黎平向西北的路上，一直爭論個不停。王稼祥提出應通過中央政治局會議來解決爭論，張聞天表示贊同，並表示要把博古、李德轟下來。張聞天還認爲，指揮打仗有辦法，要請出來領導。
1935年1月15至17日，中央在遵義召開了政治局擴大會議。在會上，作了長篇發言，系統全面地批駁了“左”傾領導人對第五次反“圍剿”失利所做的辯護，並系統地闡述了適合中國革命戰爭特點的戰略戰術和今後軍事行動的方向。會議決定：增選爲中央政治局常委；常委中再進行適當的分工；取消三人團，仍由最高軍事首長朱德、周恩來爲軍事指揮者，周恩來是黨內委託的對於指揮軍事上下最後決心的負責者；指定由張聞天起草會議決議，委託常委審查後，下發到支部討論。會後，張聞天根據的發言起草了會議決議，指出：軍事上的單純防禦路線，是不能粉碎敵人第五次反“圍剿”戰爭的主要原因，同時充分肯定了在歷次反“圍剿”戰役中總結的符合中國革命戰爭規律的積極防禦的戰略、戰術原則。不久，常委中進行了重新分工，張聞天代替博古負總責；以爲周恩來在軍事指揮上的幫助者。
遵義會議是在中國革命處於最危急的關頭，依據民主集中制原則，獨立自主地解決了黨中央的組織問題，結束了王明“左”傾教條主義在中央長達四年之久的統治，確立了在黨中央和紅軍中的領導地位，從而挽救了黨，挽救了紅軍，也挽救了中國革命。
陳雲參加了這次會議，並在關鍵時刻投了一票。會後，他和張聞天、一起被指定爲會議內容的主要傳達者。爲此，他起草了一份《遵義政治局擴大會議傳達提綱》，對“左”傾錯誤路線進行了有力批評，對的正確路線則作了全面肯定。
爲了重新建立起與共產國際的聯繫，將紅軍長征和遵義會議的有關情況及時通報給共產國際，並相機恢復黨在上海的組織和活動，等人經過慎重考慮，決定派長征以來一直隨紅五軍團行動的中央代表、具有在白區工作豐富經驗的陳雲去完成這一重要使命。
和陳雲相識很晚，彼此也未曾在一起共過事，直到1934年1月中華蘇維埃共和國第二次全國代表大會時，陳雲在開幕式上當選爲主席團成員，閉幕時又當選爲中央執行委員會委員，相互間的交往才逐漸增多起來。不過，與的赫赫名聲和巨大功績相比，陳雲雖已高居中央政治局委員的位置，但由於他主要負責指導工人運動，在當時全黨已將工作重心轉到以武裝手段推翻國民黨反動統治的背景下，加上他本人不事張揚、沉默奉獻的個性，在“左”傾領導人實行宗派主義組織路線的情況下，自然難有顯山露水的機會。
長征開始後，陳雲受命擔任紅五軍團的中央代表，擔負着爲中央紅軍實施戰略轉移的殿後重任，中央代表實際上握有一切重大行動的最後決定權。嚴謹細緻的工作作風，有條不紊的辦事風格，指揮若定的組織才能，善於做思想工作的過人魅力，讓陳雲這位從未在軍隊中任過職的領導人，獲得了充分展示才能的機會，也由此引起了等主要領導人的注意。紅五軍團在陳雲等的堅強領導下，雖然付出了慘重損失，但總算渡過了湘江，完成了組織上交給他的艱鉅任務。
陳雲接受任務後，並沒有馬上行動。這時，他又接受了擔任渡江司令部政委、組織巧渡金沙江的重要任務。、朱德、周恩來等也來到現場，就地指揮。當時紅軍只有不到10只木船，要將數萬軍隊搶在敵人趕到之前順利渡過去，是一個不小的政治任務。
部隊開始渡江後，陳雲坐鎮渡口，對部隊誰先誰後作出了統一安排，誰都不準不按命令行事。同時，趕緊找船工，做好安排。那些船工雖然都是窮苦出身，但在國民黨統治之下，都染上了吸毒的惡習，一旦毒癮上來，沒有煙土就動彈不得。因此，陳雲下令，對船工原來支起的煙鍋一律不許動，把從國民黨軍隊那裡繳來的大煙土，發給這些船工一部分，再多弄些白酒來，充分滿足供應。同時，對這些船工進行教育，曉之以理，動之以情，儘量讓他們進行配合。在陳雲的嚴密組織下，做到船工輪番休息，渡江工作晝夜不停，用了9天9夜時間，終於趕在敵人到來之前，將全部紅軍安全地渡過了金沙江。從此，紅軍擺脫了幾十萬敵軍的圍追堵截，對取得主動，實現戰略轉移具有決定性的意義。
紅軍渡江後不久，陳雲按照原定計劃，在紅軍到達天全縣後，悄悄地離開了長征隊伍，由熟悉四川情況的當地地下黨員席懋昭陪同，從靈關殿經滎經、雅安到達成都、重慶，隨後到達上海。爲便於陳雲等的行動，紅軍在靈關殿故意讓被俘的天全縣教育局長逃走，由他在路上“巧遇”陳雲等人，隨後在他的帶領下順利地避開了敵人的追擊部隊。
陳雲到上海後，發現上海黨組織遭到敵人嚴重破壞，一時難以接上關係，便去找還是在上海商務印書館工作時就認識的章乃器先生。通過章乃器，很快見到了章的弟弟、從事黨的秘密工作的章秋陽。爲安全起見，章秋陽把陳雲安排到自己的愛人家裡隱居起來。同時，組織上也派了原商務印書館黨員孫詩圃和上海煤炭業店員羅希三，對陳雲進行掩護。
在作了這些安排後，陳雲一方面通過潘漢年的表弟潘渭年告訴時在香港的潘漢年立即來滬；另一方面又通過章秋陽找到當時上海臨時中央局的浦化人等，瞭解上海黨組織的情況，並着手實施恢復上海黨組織的計劃。陳雲還通過章秋陽找到了瞿秋白的夫人楊之華和何叔衡的女兒何實嗣。她們與共產國際駐上海聯絡部有聯繫。但是，不久之後，上海臨時中央局、江蘇省委又一次遭到嚴重破壞，浦化人等上海臨時中央負責人被捕。共青團中央局也遭到破壞。駐共產國際代表團瞭解到上海的險惡形勢後，指示陳雲以及在上海的其他重要領導人立即前往莫斯科。
當時，前往莫斯科有三條線路：一條是取道哈爾濱，坐火車經西伯利亞前往，但這條線路因東北已被日本佔領，很不安全；一條是繞道歐洲，乘船前往，雖很安全，但費用太貴；一條是從上海坐船到海參崴，再轉火車到莫斯科。陳雲經過考慮選擇了第三條道路。
1935年9月，在宋慶齡的幫助下，陳雲和陳潭秋、楊之華等躲過敵人的追蹤，坐上了一條蘇聯的貨船，輾轉來到莫斯科。陳雲到達莫斯科後，代表中央向共產國際介紹了中國的最新情況，通過陳雲的介紹，共產國際領導人更加了解了中國和中國革命的特殊情況，對等的瞭解也更加全面。這對後來共產國際公開支持在黨內的領導地位是有很大關係的。可以說，陳雲對確立在中國內的領導地位有着直接的貢獻。
對於長征這樣一個帶有濃厚史詩色彩的重大壯舉，一方面強調，一定要嚴肅批判並認真總結由於“左”傾路線的錯誤領導，致使中國革命遭受嚴重損失，被迫實行戰略轉移的沉重教訓，以防止類似錯誤的再次發生；另一方面，對於廣大將士在長征途中滿懷不畏艱難的革命樂觀主義精神，並最終取得長征的歷史性勝利，又始終給予高度評價，並使之成爲革命人民不斷戰勝困難的永恆精神動力。
還是在長征途中，就先後寫下了一系列膾炙人口的着名詩詞，激勵廣大將士的革命鬥志。代表性的有《憶秦娥·婁山關》、《七律·長征》、《清平樂·六盤山》、《念奴嬌·崑崙》等，其中猶以《七律·長征》最爲着名。在這些詩詞作品中，到處都洋溢着濃烈的革命英雄主義和浪漫主義氣息，其中的“紅軍不怕遠征難，萬水千山只等閒”、“不到長城非好漢”等更是氣勢非凡，意境超邁，堪稱千古絕唱。
長征到達陝北後，在《論反對日本帝國主義的策略》一文中，又詳細論述了長征的重要意義。他說：講到長征，請問有什麼意義呢？我們說，長征是歷史記錄上的第一次，長征是宣言書，長征是宣傳隊，長征是播種機。自從盤古開天地，三皇五帝到於今，歷史上曾經有過我們這樣的長征嗎？十二個月光陰中間，天上每日幾十架飛機偵察轟炸，地下幾十萬大軍圍追堵截，路上遇着了數不盡的艱難險阻，我們卻開動了每人的兩隻腳，長驅二萬餘里，縱橫十一個省。請問歷史上曾有過我們這樣的長征嗎？沒有，從來沒有的。長征又是宣言書。它向全世界宣告，紅軍是英雄好漢，帝國主義和他們的走狗蔣介石等輩則是完全無用的。長征宣告了帝國主義和蔣介石圍追堵截的破產。長征又是宣傳隊。它向十一個省內大約兩萬萬人民宣佈，只有紅軍的道路，纔是解放他們的道路。不因此一舉，那麼廣大的民衆怎會如此迅速地知道世界上還有紅軍這樣一篇大道理呢？長征又是播種機。它散佈了許多種子在十一個省內，發芽、長葉、開花、結果，將來是會有收穫的。總而言之，長征是以我們勝利、敵人失敗的結果而告結束。
確實，長征精神成了一代又一代革命人民不怕困難，不畏艱險，去爭取更大勝利的永恆不竭的重要精神動力。
如果說的上述論說所產生的重要影響，還主要是侷限在國內特別是黨和紅軍內部的話，那麼，陳雲的《隨軍西行見聞錄》則在海外和國統區產生了廣泛影響。《隨軍西行見聞錄》寫於1935年，1936年3月在法國巴黎由主辦的《全民月刊》上連載，同年7月在蘇聯莫斯科出版了單行本。不久在國民黨統治區開始流行。明月出版社出版時將書名改爲《從東南到西北》。大文出版社出版時，用的書名是《長征兩面寫》。書中還收錄了美國着名記者斯諾的《兩萬五千里長徵》一文。
爲了便於這本書在海外和國統區的發行，陳雲以“廉臣”爲筆名，假託一位被俘的國民黨部隊軍醫的名義，生動詳細地首次向世人全面具體地介紹了長征。在書中，陳雲首先介紹了自己剛剛“被俘”時的感受，說：被俘之初，自思決無生還之望，但自被押解至赤區後方之瑞金後，因我係軍醫，赤軍衛生部長賀誠親自談話。當時因赤軍中軍醫甚少，他們要我在赤軍醫院服務，並稱願照原薪金支付，且每月還可寄回60元安家費。赤軍頗講信用，除每月支薪外，每月之安家費，亦曾得着家母回信按月收到。
接着，他敘述了爲赤軍領袖、朱德治病時的觀感。“這些名聞全國的赤色要人，我初以爲兇暴異常，豈知一見之後，大出意外。似乎一介書生，常衣灰布學生裝，暇時手執唐詩，極善詞令。我爲之診病時，招待極謙。朱德則一望而知爲武人，年將五十，身衣灰布軍裝，雖患瘧疾，但仍力疾辦公，狀甚忙碌，我入室爲之診病時，仍在執筆批閱軍報。見到我，方擱筆。人亦和氣，且言談間毫無傲慢。這兩個赤軍領袖人物，實與我未見時之想象，完全不同。”
陳雲還寫了國統區人民生活之艱辛以及對窮苦百姓的關愛。他寫道：“當我等行經劍河縣附近之某村落時，見路邊有一老婦與童子，身窮單衣，倒於路邊，氣息尚存。詢之，始知爲當地農家婦，秋收之後，所收穫之穀米，盡交紳糧（地租），自己則終日乞食，因今日氣候驟寒，且晨起即未得食，故倒臥路旁。正詢問間，赤軍領袖至，告以老婦所言。當時毛即時從身上脫下毛線衣一件及行李中取出布被單一條，授於老婦，並命人給以白米一斗。老婦則連連道謝含笑而去。”他還寫道：赤軍的“作戰方法，常以出奇制勝，此均爲朱德、之特長。故在赤軍中，有諸葛亮之稱。”“赤軍軍官之日常生活，真是與兵士同甘苦。上至總司令下至兵士，飯食一律平等。赤軍軍官所穿之衣服與兵士相同，故朱德有‘火夫頭’之稱。不知者不識誰爲軍長，誰爲師長。”“赤軍領袖自朱毛起，從無一人有小老婆者；赤軍軍官既不賭博，又不抽大煙；赤軍軍官未聞有貪污及剋扣軍需者。”
接着，陳雲寫道，“我覺得朱毛非但是人才，而且爲不可多得之天才。因爲沒有如此才幹者，不能做成這樣大的事業。此外，如周恩來、張國燾、林祖涵等遠在國共合作時，已是當時國內政治上之要人。周恩來爲黃埔軍官學校的政治部主任，國內各方軍隊之黃埔學生很多與周熟悉者。周恩來之勇敢、毅力之辦事之精神，黃埔學生對之仍有好感。”
陳雲借國民黨部隊軍醫之口，對紅軍及其主要領導人面貌的真實描述，在客觀上揭穿了國民黨報紙關於“殺人放火”、“共產共妻”、“青面獠牙”的反動宣傳。
陳雲還詳細描寫了紅軍在長征中過老山界和渡金沙江時的情景。他寫道：老山界這個山高得非常使人發急，到了一個山頂，見前面只有一個高峰了，不料上了那個高峰，前面還有一個高峰。這樣一個又一個地爬着高山，大家不停喘氣和汗流浹背。正在這個時候，忽聽見隱隱有留聲機的聲音，正唱着：“罵一聲毛延壽你賣國的奸賊……”一張片子唱完，又聽見一陣歌聲：“同志們快起來拿刀槍，我們是人民的武裝，要打倒帝國主義國民黨……”原來是政治部的宣傳隊正擺着宣傳棚，爲鼓勵行軍、提起部隊的精神，使之忘卻行軍之疲勞。在宣傳棚旁邊的石頭上，拿粉筆寫着：“同志們努力啊！還有二十五里就到山頂了。”“競賽一下，誰先上山頂？”經過宣傳棚的留聲機和唱歌，的確我們把上山的疲倦忘掉了。我們隊伍內那些小看護生也唱起來了：“……罵一聲×××你賣國的奸賊……爲什麼投日本，你喪盡了良心。”這樣一唱，又到處引起唱着：“粉碎了國民黨的烏龜殼，我們真快樂……”唱了一陣以後，大家還是照着路向上走，這樣走了共有12個高峰，纔到山頂。當然到了山之最高頂，大家就興高采烈，精神也興奮了。時間已經下午4時了。但是40公里路的高山，終於走到了山頂。
對於自己親自組織、指揮的渡江情況，陳雲在《隨軍西行見聞錄》一文中，作了詳細記載：金沙江寬約等於黃浦江之一半，立於江邊不能聞對岸之呼聲。水流自西而東，流速極快，計每秒鐘約有四五米特。上游山高，水如瀑布而下，平時水浪已有一二尺，但風雨作時，則水浪驟增至三四尺。金沙江之風勢，真是嚇人。我渡過之時正值怪風驟起，沙灘上之沙土，隨風飛舞，河邊居民在石洞所築之草屋被風吹去。我站立路中，忽來一陣巨風，竟立足不住而被吹倒於地上，因此我等莫不嘆金沙江風威之大。但半小時後，風停雨止，且見太陽。詢問居民，始知金沙江邊之風雨每次不過半小時，過後就晴。中國西部氣候變化之巨，由此可見一斑。
金沙江如此水急，因此不能通船隻，自宜賓以至瀘州，才通木船，瀘州以下則通輪船。但金沙江之渡船在東川、巧家以下則船隻較多。巧家以上每渡口最多10餘隻。龍街以上則只通皮船。船以獸皮製造，每船隻渡一人。上游之所以用皮船者，因水流太急，江中礁石極多，木船易破。
赤軍渡河時，不能架浮橋，只在交西渡渡口及其附近上下渡口蒐集6只船，大者可渡30人，小者可渡11人。而且船已破爛，常有水自船底流入，每次來回，均需專人在船艙中將流入之水以木桶倒入江中，才能復渡，故危險異常，渡河速度因水流太急，故每小時只能來往三四次。而赤軍全部人馬，幾乎都從此渡河，故除日間渡河而外，夜間則於江之兩岸，燃燒木材，火光照耀江面，終夜渡河。
赤軍之渡過金沙江而僅憑此6只破爛之船，國人未目睹此或不信之。但事實赤軍確僅僅靠這6只破船以渡江。當然赤軍之所以能如此從容渡江，最大原因，是由於南京軍、滇軍中了它的聲東擊西、調虎離山之計，故有充裕之時間渡過全部人馬。而且全部渡完兩天之後，追軍纔到，所以掉隊落班者亦極少。但另一個原因，則因赤軍之渡河技術，有極好的組織。試想，如無較好的組織，則在渡河時，人馬擁擠，一不小心，小船即可翻身，而船隻稍有損失，即將延長渡河時間矣。故赤軍在各方面之組織能力，確遠優於南京及各省之軍隊。
經過彝民區時，劉伯承和沽雞部落首領小葉丹歃血爲盟，得到了彝民的支持，很快通過了彝民區。陳雲寫道，經過歃血爲盟後，“沽雞”一部落彝民非但不打赤軍，而反被赤軍收編作“紅軍遊擊支隊”，而與赤軍引路及招撫“阿越”、“羅洪”等10餘部落。此後赤軍全部過此彝民山時，彝民則牽牛送羊歡迎赤軍於道旁。赤軍則以皮衣、舊槍、鹽、布送彝民。故當時我等日夜恐懼之彝民山地，如此竟安然地通過。
在這部3萬多字的作品的最後，陳雲還以一個第三者的身份，宣傳了國共合作，一致抗日的主張。
這部紀實作品的發表和廣泛傳播，對宣傳中國領導的長征、擴大中國及其領導的紅軍起到了很好的作用。它比斯諾發表的《西行漫記》還要早得多，因此，陳雲堪稱是在海外和國統區宣傳紅軍長征的第一人。