7月下旬 江西红6军改称红3军 : 1930年7月下旬,根据党中央指示,红6军改称红3军。罗炳辉调走,由龙芝道继任第2纵队司令员。此后,红3军随军团北上,编为右路军。8月,全军西进湖南。20日,参加了文家市歼灭战。8月23日,红1方面军成立,红3军从此在毛泽东、朱德的直接指挥下战斗。9月20日,红3军协同友军向长沙发起总攻,激战终日,部队受到很大损失。郭一清、柯武东、刘作述等牺牲。9月23日,红3军随方面军转师向吉安前进。10月4日,红3军担任右翼,协同红20军、红四军和红12军,一举攻克吉安,取得重大战果。红3军经过补充,增编了第3、6支队。
10月9日,奉军团命令将纵队、支队、大队,依次改称为师、团、连。此后,红3军军长兼军委书记黄公略,政治委员蔡会文,参谋长陈奇涵,政治部主任李卓然,军委秘书长郭实秋,军部副官郭天民,军需处处长范树德。下辖:第7师,师长周子昆,政治委员李涛,辖第19团, 团长龙入云,政治委员殷超,(后)宋裕和,第20团,团长姚金香,第21团,团长彭万龙;第8师,师长龙芝道,政治委员戴奇,(后)王如痴,参谋长钟声楼。辖第22团,第23团,第24团;第9师,师长徐彦刚,政治委员朱良才,参谋长李剑平。辖第25团,第26团,第27团,团长李聚奎,(后)周振国,政治委员贺水光,(后)旷文洪。全军共5000余人,枪3000余支。11月,红3军奉命在赣江西岸扰敌,牵制敌人进攻吉安。
1930年底,红3军参加了中央革命根据地的第一次反“围剿”作战。12月30日,红3军从龙冈黄竹岭方向发起攻击,协同兄弟部队,全歼敌张辉瓒师9000人。第8师师长龙芝道牺牲,由刘畴西继任。1931年1月18日,红3军第7师同红12军第35师编为西路军,由周子昆指挥,在兴国以西地区开辟工作。全军共5889人。此后。军部率第8、9师东进至广昌、建宁一线,分兵筹款,征集物资。3月24日统计,全军共6733人。这时由陈伯钧担任第7师师长,由郭天民担任师参谋长。4月,红3军参加第二次反“围剿”作战,在东固山区迫敌而居二十五天。4月30日统计,全军共6430人。5月16日,红3军在中洞白云山下将军帽英勇杀敌,全歼敌公秉藩第28师,取得首战胜利。随后,红3军协同其他军由西向东横扫,接连在白沙、中村、广昌、建宁歼敌,取得重大战果。6月20日统计,全军共4029人,牺牲了四个团政治委员。
7月中旬,红3军随方面军绕道千里,回师兴国地区待机。此时,敌人已开始了第三次“围剿”。8月上旬,红3军参加方面军主力协同作战,在莲塘、良村、黄陂三战三捷。8月25日统计,全军共5390人,钱壮飞担任了军部军医处处长,杜平任政治委员。9月7日,红3军在黄公略指挥下,于老营盘伏击歼灭敌蒋鼎文第9师一个旅。9月15日,又协同红4军在方石岭歼敌一个师,取得了重大胜利。9月15日下午,红3军军长黄公略不幸遭敌机轰炸,壮烈牺牲。此后,由周子昆继任红3军军长,由高自立继任军政治委员,由张锡龙继任军参谋长,陈伯钧仍任第7师师长,李聚奎调任第8师师长。全军随方面军开赴福建,扩大闽西革命根据地。同年底,由葛耀山继任军政治委员,姜齐贤担任军部军医处处长,军后方主任钟光辉,后方医院政治委员王东生。全军共5300余人。
1932年3月12日,中革军委重新编组红1、3、5军团。红3军被划归红5军团建制。由徐彦刚担任军长,由曾日三担任军政治部主任,由刘雄武担任第9师师长,胡××任师参谋长。4月,红3军参加了红1、5军团组成的东路军。在毛泽东直接指挥下,红3军协同红1军团作战,取得了漳州战役的重大胜利。这时,由朱瑞担任军政治委员。7月8日,红3军同红13军在水口以东向敌军发起攻击,红3军很快击溃敌军两个团。在红1军团及时支援参加下,我军击溃敌军十余个团。8月初,红3军重新编回红1军团。撤消了第8师的建制和番号。李聚奎调任第7师师长。8月17日,红3军同红4军一举攻克乐安,歼敌3000余人。8月20日,红3军首先攻入宜黄城,协同红3军团歼灭敌军大部。8月22日,红3军乘胜追击,在龙骨渡将逃敌千余人截获,俘敌大部。10月7日,又乘胜攻占了建宁。10月17日,红3军出敌不意攻占资溪,19日攻占赣东北重镇金溪。
同年12月下旬中革军委决定暂时取消红3军军部。第7师和第9师由军团直接指挥。这时,第7师,师长李聚奎,政委蔡树彬,参谋长曹里怀。第9师,师长周振国,政委刘英,参谋长耿飚。1933年6月,第7师和第9师同红22军合编为红军团第1师,师长罗炳辉。1934年10月,中央红军开始长征,第1师师长李聚奎,政委赖传珠,参谋长聂鹤亭,政治部主任谭政。