红25军的长征虽然距离相对较短，但同样也是艰苦卓绝、悲壮惨烈。红25军一直处在孤军奋战之中，对这3000人进行围追堵截的国军常在十万人左右，其所承载的军事压力的比例，远远高于三个主力红军，但徐海东却能在这种极其险恶的绝境中力挽狂澜、游刃有余。无论是国民党的嫡系卫立蝗，还是杨虎城的西北军、张学良的东北军、阎锡山的晋军，都屡屡败在他的手下。在与追击的国民党军队作战中，四方面军出悍将的传统得到充分体现，部队最高领导总是带头挥大刀冲锋在前，徐海东、程子华都因身先士卒负过重伤，政委吴焕先在火线带头冲击时阵亡。吴焕先牺牲后，徐海东任军长，程子华改任政委。
在中国工农红军的长征中，红二十五军虽不属于三大主力，但该部作为在长江以北独当一面的战略力量，以自己的远征有力策应了主力红军的长征，而且还在征途中开辟了陕南根据地。红二十五军的领导人特别可贵之处，又在于在得不到中央消息的情况下自觉分析形势，独立自主地作出西征北上的决定，事实证明这又符合党中央的战略意图，从而为长征的胜利起到了独特的作用。
抗战爆发后，中国工农红军改编为国民革命军新编第八路军，徐海东任一一五师三四四旅旅长。1939年8月，跟随刘少奇同志到华中开展工作,任新四军江北指挥部副总指挥兼第四支队司令员。