1934年10月10日晚，中共中央和中革军委率领中央红军主力5个军团以及中央、军委机关和直属部队，共8.6万余人，开始长征。红24师和10多个独立团等共1.6万余人，在项英、陈毅等领导下，留在中央苏区坚持斗争。
10月17日，中央红军南渡贡水。21日晚，中革军委以红1方面军团为左路前卫，红3军团为右路前卫，红9军团掩护左翼，红8军团掩护右翼，中央和军委机关及直属部队编成的2个纵队居中，红5军团担任后卫，开始抢渡信丰河，于25日全部渡河，突破了敌人的第一道封锁线。但在随后的行军中，由于部队、机关人员众多，携带了大量笨重的物质器材沿山路行进，拥挤不堪，行动缓慢。直到11月8日，才在汝城以南的天马山至城口间通过第二道封锁线。15日在良田至宜章间通过了第三道封锁线，进至临武、蓝山、嘉禾地区。这种大搬家式的转移和甬道式的行军队形，增加了部队的疲劳和减员，削弱了红军的战斗力。
这时，蒋介石真正搞清了红军战略转移的目的地。他任命湘军头自何健为“追剿军”总司令，调动湘军和桂军，在零陵至兴安之间近300里的湘江两岸配置重兵，构筑碉堡，设置了第四道封锁线。蒋介石则亲率国民党中央军周浑元部及部分湘军在后面追击。此时的蒋介石踌躇满志，得意洋洋，以为定能将红军全歼于湘江、潇水之间了。
11月19日，何键将“追剿军”分为5路：第一路司令刘建绪，率4个师由湘赣边向全洲以北黄沙河地域集结，筑堡堵截;第二路司令薛岳，率4个师又1个支队由茶陵、衡阳进至零陵地区结集;第三路司令周浑元，率4个师由资兴、郴县向道县方向追击;第四路司令李云杰，率2个师与第三路配合，由桂阳向宁远方向追击;第五路司令李韫珩，率1个师协同粤军和桂军，由郴县、桂阳向江华方向追击。
11月18日，中央红军分两路继续西进，右路22日袭占道县，左路24日占领江华，随后全军在道县至江华间渡过沱水，一部兵力西出永明(今江永)。白崇禧害怕我军攻取桂林，遂令其主力由全洲、兴安一线南下龙虎关、恭城一带，以阻止我军西进，并防止乘机进入广西。这样，全洲、兴安一线敌兵力比较空虚。
11月20日，白崇禧见红军的一支部队占领了湘南的江华，又向广西恭城奔来，白崇禧同粤军和湘军一样，不愿同红军硬打而消耗实力，以防红军进入本省或被蒋介石吞掉，就借口兵力不够及防止红军南进广西，在11月21日忽然从兴安、全州、灌阳撤兵，使湘桂军阀联合防守的湘江防线出现了一个缺口。何键为求自保，也不尽快派兵南移接防，致使这130里防线无兵防守达7天之久。
顺利通过第四道封锁线的机会到来了。可惜，红军未能抓住这一良机。
11月25日，中革军委决定，中央红军分4个纵队，从兴安、全洲之间抢渡湘江，突破敌第四道封锁线，前出到湘桂边境的西延山区。此时，何键也令其第一路2个师由东安进至全洲、咸水一线;第二路一部进至零陵、黄沙河一线;第三路由宁远尾追红军;第四、第五路由宁远向东安集结。红1军团先头部队于11月27日赶到界首，未经战斗就占领了这一渡口，很快控制了界首以北60华里的湘江两岸。这时军委纵队也到达了离渡口不到80公里的灌阳以北的桂岩地区。
剩下的问题就是争取时间。十万火急的命令一道接一道。遗感的是，中央军委纵队就是加快不了行军的速度。11月26日，走了8公里;27日，只走了6公里;28日，走了28公里;29日，走了32公里。足足4天，才走到湘江岸边。最高三人团是想将中央苏区整个地搬到湘西去。临突围前，雇了几千名挑夫，绑了三千多副挑子，兵工厂拆迁一空，工厂都卸走机器，凡是能够搬走的值钱的东西都装在骡子和驴子的背上带走，组成了庞大的启方运输队。需要七、八个人抬的石印机，需要十几个人抬的大炮底盘，也舍不得丢下。在山间羊肠小道上行走，这样的队伍怎么能加快行军速度?
1934年11月27日，先头部队红二、红四师各一部渡过湘江，控制了脚山铺至界首间30公里的湘江两岸渡口，但后续部队因辎重过多，道路狭窄，行动迟缓，未能赶到渡口。此时，国民党"追剿"军第一路进至全州、咸水一线;第二路进至零陵、黄沙河一线;第三路进至道县;第四路进至东安地区;桂军5个师开至灌阳、兴安一线。为掩护中央、军委纵队及后续军团渡过湘江，红一、红三军团奉命在桂北湘江两岸的新圩、脚山铺、光华铺等地区，构筑工事，阻击国民党军。
28日，桂军第四十四师在炮火掩护下，从灌阳向新圩之红三军团第五师(欠第十三团)前沿阵地发起进攻。第五师凭借有利地形沉着应战，奋勇抗击。桂军正面进攻受阻，遂以一部兵力从侧翼迂回，第一师被迫退至第2道防线。29日，桂军第二十四师及第七军独立团投入战斗，并有飞机支援，战斗更加激烈。红军与桂军展开白刃战，但终因力量悬殊，第2道防线被突破。30日，红五师继续阻击桂军，战至16时，中央及军委纵队从界首全部渡过湘江，才奉命撤出战斗。新圩由红六师第十八团接防，继续阻击桂军。
在新圩阻击战开始的当日，"追剿"军第一路(湘军)3个师从全州南下，企图控制湘江各渡口，将红军拦腰截断。傍晚，红一军团第二师警戒部队在鲁板与湘军第十六师交战，随后退至脚山铺阵地。29日，红二师与湘军激战。30日，红一师赶到脚山铺，与红二师一起打退湘军数次进攻，予以重大杀伤，红一、红二师也遭严重损失，部分阵地被湘军攻占。入夜，湘军迂回侧击，红一、红二师为避免被分割包围，先后退至夏壁田、水头、赤兰铺、白沙铺一带。12月1日凌晨，中革军委命令红一军团不惜任何代价守住阵地，以开辟西进的道路。拂晓，湘军在飞机掩护下，采取正面攻击与迂回包围的战术发动猛烈进攻。红一、红二师奋力拼杀，掩护红军主力于中午渡过湘江，向西延地区前进。29日晚，驻兴安县光华铺之桂军第四十三师和地方民团向红三军团第四师第十团飞龙殿等阵地发起进攻。第十团凭借居高临下的有利地形，打退桂军多次冲击，并趁夜暗主动出击，守住了阵地。30日，桂军改变战术，在正面进攻的同时，主力沿湘江西岸向界首之红四师第十一、第十二团侧后攻击。经过激战，第十一、第十二团于12月1日中午撤离界首渡口。
至此，中央红军主力渡过湘江，进入西延地区。脚山铺至界首间湘江两岸被湘、桂军控制。红三军团第六师第十八团在由新圩向湘江撤退中，被桂军分割包围大部牺牲。在新圩、脚山铺、光华铺阻击战的同时，担任红军总后卫的红五军团，在永安关、水车一带阻击"追剿军"第三路的追击，掩护中央、军委纵队及红军主力渡过湘江。该军团第三十四师被阻于湘江东岸，转战于灌阳、道到一带，虽经英勇战斗，予敌重大杀伤，终因寡不敌众，弹尽粮绝，包括师长陈树湘在内的绝大多数指战员牺牲。除红一、红三军团外，其他部队也在突破封锁线中遭受重大损失。
湘江战役，中央红军经过英勇奋战，突破了国民党军第4道封锁线，挫败了蒋介石企图歼灭红军于湘江以东的计划。
湘江战役虽然粉碎了国民党军围歼红军于湘江以东的企图，但也是中央红军长征后损失最大的一次作战行动。连同前3次突破封锁线的损失(包括非战斗减员)，中央红军渡过湘江后由长征开始时的8.6万余人锐减为3万余人。这是"左"倾冒险主义领导者实行逃跳主义所造成的严重恶果。此战之所以能够保重红军主力部队渡过湘江，是因为红军指战员在作战中具有高度的政治热情和英勇的献身精神，阻止住了敌人的进攻。此战之所以遭受了如此重大的损失，则主要是因为"左"倾冒险主义领导者没有充分发挥红军的长处，部队在行动中仍要背负着"坛坛罐罐"行军，行动迟缓，战略战术指导上更是存在着严重错误。