长征途中，洪学智率红四军政治部从黑水、芦花向班佑前进的路上，经过数百里茫茫无际的草地，那里渺无人烟，沼泽遍布，气候异常。洪学智不但要负责伤病员的转移运输，每天还得盘算着怎么弄到粮食，使得部队不饿肚子。
红四军翻过马石坡最后一座大山时，由于先头部队已经走过，山坡上可吃的野菜野果都找不到了，而红四军还要走一两天的草地。弄不到粮食，又挖不到野菜充饥，红军不得不杀掉心爱的战马，有时甚至把皮带、皮马鞍煮着吃。政治部带着伤病员，又没有部队掩护，危险很大。洪学智不得不率政治部又返回黑水、芦花。
虽然组织上给洪学智配备了马，但他骑得很少，多数时候都是用来驮运伤病员，驮运粮食。8月底，折回黑水、芦花后，洪学智终因积劳成疾病倒了。他发着高烧，昏迷不醒，命在旦夕。后来，部队找到了一位70多岁的老中医，把他从离部队六七十里路远的地方请来。红军战士围着老中医，你一言我一语，恳求老中医赶紧救治洪学智：“我们离不开他，红四军离不开他呀！”老中医说：“你们不用慌，洪主任患的是伤寒病，我开个方子，你们只要能搞到我这几味药，吃下去，保证药到病除！”红军战士立即按照老中医的方子满山遍野地找药，终于将药配齐。”吃了三次药后，洪学智果真逐渐痊愈。
在洪学智学病期间，警卫排一个回民战士见首长病得厉害，哭着说：“洪主任都快死了，我还活着干什么！”就一枪把自己打死了。洪学智清醒后，听了这件事，回想起长征路上这位小战士一路上跟着他，不知冒了多少险，吃了多少苦，不由得流下了伤心的泪水。
1935年9月，张国焘反对红军北上，强令红四方面军南下。洪学智与军首长率领红四军不畏艰辛，再过草地。10月，红四方面军发动绥（靖）崇（化）丹（巴）懋（功）战役，强渡大金川江，继而翻越终年积雪的夹金山，又克天全、宝兴、芦山。第二次翻越夹金山时，洪学智做了充分的政治动员。他号召广大指战员要发扬一往无前的革命精神和不怕艰难险阻的英雄气概，坚决翻过天险夹金山。他要求党员干部以身作则，同志之间要团结友爱，一人有难大家帮忙，不能让一个伤病员留在山上。
夹金山上气温达摄氏零下二三十度，天气恶劣，或大雪，或狂风，或冰雹，变化莫测。由于空气稀薄，再加上长途行军，人乏马困，人走在山上，头晕脑胀，腰酸腿软，力不从心，稍有不慎就永远“留”在山上了。
洪学智组织了一个收容队，走在队伍后边，专门收容那些掉队的和冻得不能走的战士。一天约午时，部队接近夹金山主峰，周围一片冰雪世界。突然，乌云翻滚，天暗下来，接着一阵大风雪席卷过来，有6名红军战士在风雪中倒下了，停止了呼吸。这些战士同大家一起与敌浴血奋战，结下了深厚的阶级友谊，洪学智不忍心把他们留在山上，就派人把他们抬下了山。
下山后走了一程，战士们发现有个磨房，可避风寒。于是，准备夜晚就住在那个磨房里，烧水煮青稞，把冻“死”的战士也抬进屋里。后半夜，磨房内温度升高，一个战士发现一名冻“死”的战士动了一下。大家很惊讶，都不相信，说这个战士：“你看花了眼吧！”“不信你们看，真的在动呢！”这名战士说。洪学智走近一看，可不是，呼吸很急促，是在动。洪学智大声喊道：“赶快抢救！”当时没有医生，大家就用人工呼吸，给那个昏死的战士灌姜汤，七手八脚把他弄活了。有一个人活了，说明另外5个也有希望。大家就一个一个地抢救，结果救活了5个人，有一个年轻一点的没有救过来，他可能患有心脏病。
红军在懋功休整四五天以后，向道孚西进，又翻越海拔5000多米的折多山。洪学智这时有了经验。在山下，他让各部部队凌晨2点钟就起来吃饭，用大锅煮了辣椒、牛肉汤，大家喝了，热热乎乎地上路。路上每人还带上一瓶辣椒汤，爬到主峰时喝两口，增加一些热量。同时，命令部队必须在上午10点钟以前通过主峰。因为到了10点钟后气候变化快，容易有狂风大雪。部队还带了很多防冻的东西，有盐、茶叶膏等，避免了不必要的减员。为此，四方面军总部表扬了洪学智。