3軍參謀長、代軍長、紅1軍團隨營學校校長。第五次反圍剿失敗後,陳士榘奉命率部參加二萬五千里長徵,於1936年到達陝北。1936年12月,發生西安事變,不久,抗日戰爭爆發。中國共產黨為了拯救民族危亡的命運,顧全大局,與國民黨第二次合作,建立抗日民族統一戰線,將紅軍改編為國民革命軍第八路軍。紅一方面軍和陝北紅軍奉命改編為八路軍第115師,陳士榘被任命為該師第343旅參謀長,不久率部開赴晉西抗日前線,旋任晉西支隊司令員、115師參謀長,後奉中央軍委命令,隨羅榮桓同志一道率部進入山東,開闢山東抗日根據地,任山東濱海軍區司令員。 在8年抗日戰爭中,陳士榘率部轉戰三晉,東進山東,在他率部與日偽軍進行的無數次拼殺中,他指揮部隊智取反攻,親手活捉日軍俘虜的廣陽戰鬥,令人讚歎不已。陳士榘將軍成為我軍第一個親手活捉日軍俘虜的將軍,並留下了一張珍貴的現場照片。這張珍貴的照片現存放在大連市抗日戰爭紀念館裡。 抗日戰爭勝利後,蔣介石在美帝國主義的支援下,置全國人民和平建國的美好願望於腦後,上演假和談真備戰的雙簧戲。我軍只好一邊透過談判揭穿蔣美的陰謀,一邊做好內戰爆發的準備。 1945年冬,蔣介石公然撕毀《雙十