1936年10月，红四方面军一部渡过黄河，组建为中国工农红军西路军。西路军下辖红30军、红9军、红5军（原红5军团），总兵力达2.1万余人。
西路军的战斗序列如下：
西路军总指挥部
总指挥：徐向前元帅，1937年3月中旬离队，经过坎坷前行，7月回到延安。
政治委员：陈昌浩，1937年3月中旬离队，后来回到家乡，不久去苏联治病。建国后，担任中央编译局副局长。
副总指挥：王树声大将，打散后带领几个人乞讨回到延安。
参谋长：李特，1937年11月，在新疆迪化（今乌鲁木齐）被王明诬陷为“托派分子”，秘密杀害。
政治部主任：李卓然，建国后中央宣传部部长。
政治保卫局局长：曾传六，建国后商业部副部长。
总供给部部长：郑义斋，1937年3月14日，与马家军战斗中牺牲。
红5军
军长：董振堂，1937年1月20日在甘肃高台战斗中牺牲。
政治委员：黄超，1937年11月，在新疆迪化（今乌鲁木齐）被王明诬陷为“托派分子”，秘密杀害。
参谋长：李屏仁，1937年3月，在祁连山密林中牺牲。
继任参谋长：毕占云中将，部队被打散后，孤身一人沿途乞讨大半年返回延安。
政治部主任：杨克明，1937年1月23日在甘肃高台战斗牺牲。
第13师师长：李连祥，1936年12月3日，在甘肃山丹县城战斗中牺牲。
第13师继任师长：叶崇本，1937年1月20日，甘肃高台战斗中胸部中弹牺牲。
第13师政委：朱金畅，1937年1月20日，高台东门战斗中牺牲。
第13师参谋长：刘培基，1937年1月20，战斗中牺牲。
第15师师长：郭锡山，高台战斗后叛变投敌，后被马步青处决。
第15师政委：谢良少将，1937年4月在撤退中被俘，兰州八路军办事处营救出狱。
红9军
军长：孙玉清，1937年3月初，甘肃省倪家营子战斗中失利，被俘牺牲。
政治委员：陈海松，1937年3月12日战斗中牺牲。
参谋长：陈伯稚，1936年11月16日，甘肃省武威市古浪战役中牺牲。
继任参谋长：李聚奎上将，孤身一人经两个月辗转，最终回到延安。
政治部主任：曾日三，1937年4月27日，在甘肃省红柳园子战斗中牺牲。
第25师师长：王海清，1936年11月，西路军战斗中牺牲。
第25师继任师长：李太国，1937年3月12日，甘肃省临泽县梨园口牺牲。
第25师政委：杨朝礼，1937年3月12日，梨园口战斗中牺牲。
第27师师长：刘理运，1936年12月25日，二十里铺战斗中牺牲。
第27师继任师长：陈家柱，1937年3月12日，梨园口战斗中牺牲。
第27师 继任师长：王学礼，西路军失败后，下落不明。
第27师政委：李德明，1936年11月，战斗中牺牲。
第27师继任政委：易汉文，1936年11月17日，甘肃省古浪战役中牺牲。
第27师继任政委：陈修坤，也在甘肃省古浪战役中牺牲。
第27师参谋长：刘培基（12月改任其他职务），1937年1月，甘肃高台战役中牺牲。
第27师继任参谋长：姜振海，1936年12月，同马家军战斗中牺牲。
第27师政治部主任：夏祖盛，西路军失败后，1937年8月脱脸返回延安。1943年5月22日，抗战中牺牲。
骑兵师师长：杜义德中将，西路军失败后幸运脱脸返回延安。
骑兵师政委：刘庆南，1937年3月牺牲。
骑兵师参谋长：李彩云，1937年6月牺牲。
红30军
军长：程世才中将，1937年5月，率领400多人经过星星峡到达新疆，被中央接应人员营救。
军政委：李先念，1937年5月同程世才一起到达新疆获救。建国后，任国务院副总理。
参谋长：黄鹄显少将，1937年4月在撤退中被俘，抗战后营救出狱。
政治部主任：李天焕中将，1937年5月跟随程世才到达新疆获救。
第88师师长：熊厚发，1937年3月22日重伤被俘。被马步芳绑在大炮炮口处，开炮炮决。
第88师政委：郑维山中将，只身讨饭回延安。
第88师参谋长：熊德臣，1937年冬乞讨回到延安。1942年7月，在河北省平山县与日军作战中牺牲。
继任参谋长：饶子健，历经艰险到达新疆获救，开国中将。
第88师政治部主任：1937年4月在撤退中被俘，抗战后被营救出狱。建国后转入地方工作。
第88师继任政治部主任：张子英，1937年1月，在小海子滩战斗中牺牲。
第88师继任政治部主任：张卿云，1937年3月14日，在石窝附近作战中牺牲。
第89师师长：邵烈坤，1937年3月12日，战斗中被俘，后来英勇就义。
第89师政委：张文德，1937年3月12日，在梨园口激战中牺牲。
第89师参谋长：刘雄武，1937年春，在甘肃安西红柳园子战斗中牺牲。
第89师政治部主任：裴寿月，1937年3月12日，战斗之后失踪。
西路军总部直属队
骑兵师师长：董俊彦，1937年1月，与马家军战斗中牺牲。
骑兵师政委：秦道贤，1937年1月，骑兵师战斗中英勇牺牲。
骑兵师参谋长：熊德臣，历经艰辛返回延安，1942年7月，抗战中牺牲。
骑兵师政治部主任：李庆雍，1937年1月，救援红5军战斗中牺牲。
妇女独立团团长：王泉媛，1937年在战斗中被俘，解脱后回家乡，建国后按照在乡红军待遇。
妇女独立团政委：吴富莲，1937年3月被俘，被俘后吞针自杀。
妇女独立团政治处主任：华全双，1937年3月被俘，后来辗转逃出。建国后担任第五机械工业部保密科科长。
西路军经半年战斗，到1937年3月失败，仅有400多人到达新疆，中央派代表接回。西路军失败后，多数将士牺牲，部分人员被俘。一些人通过乞讨返回延安，中央也想尽办法营救被俘人员，大约有2000多人最终被救出。
西路军走出的开国将帅有113人。
1位元帅：徐向前。
1位大将：王树声。
3位上将：朱良才、郭天民、李聚奎。
15位中将：
徐立清、李天焕、杜义德、陶 勇、程世才、方强、毕占云、欧阳毅、彭嘉庆、郑维山、吴先恩、饶子健、晏福生、秦基伟、温玉成。
93位少将：
龚兴贵、丁世方、王大华、王明坤、叶明、任思忠、张世盖、张汉丞、张志勇、陈挽澜、
郑大林、赵杰、赵俊、莫春和、曹玉清、瞿道文、方震、方子翼 、王文模、王世仁、
王定烈、冯仁恩 、卢燕秋 、刘何、刘善福 、刘鹤孔、吕仁礼 、吕黎平、安东 、安志敏 、
朱火华、何柱成、余品轩、况玉纯、吴彪 、宋烈 、宋承志、宋献璋、张力雄 、张开基、
张行忠 、张潮夫 、李汛山 、李宏茂 、李家益、杜海林 、杨大易 、杨世荣、杨以山 、汪乃贵、
肖永正、肖永银 、陈宏 、陈奇 、陈彬、陈熙 、陈其通 、陈宜贵、陈明义、周纯麟、
周学义、周明国、幸元林、林彬、林乃清 、罗仁全 、姚运良、胥光义、贺健 、赵正洪 、
赵承丰、唐青山、徐斌 、徐国夫 、徐明德 、殷国洪 、袁彬 、袁克服 、梁天喜 、黄鹄显 、
喻新华、焦玉山、程业棠、董洪国、谢良、廖政国 、蔡长元、樊学文、黎锡福、戴克林、魏传统 少将。
