毛泽东边吃边用筷子指着饭和菜，风趣地说：“今天是彭绍辉同志请客啊！”彭绍辉说：“很惭愧，没有什么好吃的。”“这不是很好吗？”毛泽东说。吃饭时，毛泽东、朱德、周恩来等人边吃边和战士亲切交谈，询问部队情况，鼓舞官兵士气。
中央红军与红四方面军会师后，彭绍辉调任红四方面军第三十军参谋长，因反对张国焘拒绝中央北上方针、主张南下的错误，差点被枪毙。后被调到红军大学当政治科长兼军事教员
1935年6月中旬，中央红军（后改红一方面军）在懋功（今小金）与红四方面军会师。中共中央根据会师后的形势，确定了北上建立川陕甘根据地的战略方针。不久，中央军委决定从一方面军抽出几个当过师长的同志到四方面军工作。彭绍辉被派往四方面军红30军任参谋长。对命令、调动从来不讲价钱的彭绍辉，对这次调动，他却有些犹豫。因为他自参军以来一直都在红一方面军工作，红四方面军他完全不熟悉。但他还是服从命令到四方面军报到。
到红四方面军后，彭绍辉看到广大指战员生活朴实、紧张、执行命令坚决，作战非常勇敢，他决心把红1军团参谋工作的好经验带过去，团结好广大指战员，执行中央的正确路线。他主动搞好同志关系，将自己一个心爱的望远镜也送给了军长。一个多月以后，部队对他的工作产生了良好的反映。
8月下旬，红四方面军越过草地，抵达四川西北的阿坝地区。9月，张国焘拒绝接受中央北上方针，擅自命令左路军和右路军的红4军、红30军折回草地南下，说是打到芦山、天全去吃大米。还放出风声，说党中央的路线错了，要“审定”中央路线，并扬言要另立中央。彭绍辉听了，心情异常不安。一天晚上，军长和政委都到总部开会去了，他突然接到叶剑英从右路军发来的电报，大意是：关系破裂，望你们迅速赶来，跟中央北上。他知道事态严重，便与一些同志连夜从达戒寺出发，去赶中央红军。那天晚上，到处黑沉沉，看不清道路，辨不准方向，只有天上的北斗星闪着晶光，指示着他们前进。走了三四个小时，到了下包座附近，被四方面军政委陈昌浩发觉，堵在路上，气势汹汹地训斥了一顿，把他们带到四方面军总部附近的一间破房子里住下。他一连两夜不能成寐，伏在床上写了一封长信，向朱德报告情况，第二天托9军团一个同志代为转呈，不料，此信落到了张国焘手中。张国焘十分恼怒，派人通知他去谈话。
彭绍辉未曾见过张国焘。走进屋里，见很多人在开会，他正想给朱德总司令敬礼，坐在旁边的一个人蓦地站起来，劈头盖脸地痛骂他一顿，并质问他为什么见了张主席不敬礼？为什么反对南下？反对张主席？反对成立新中央？越讲火气越大，掏出驳壳枪，推上子弹，把枪口顶在彭绍辉的胸膛上。在这紧急时刻，朱德几步赶上，夺过驳壳枪，厉声喝止道：“同志！这是党内斗争。”那个同志见下了他的枪，抡起手，狠狠地打了彭绍辉一个嘴巴。朱德气愤地说：“打人是不对的，这是党内斗争，应该允许同志讲话。”这时的张国焘，若无其事地坐在那里，一言不发。朱德又说：“这样谈话怎么行呢？”然后亲切地对彭绍辉说：“你回去吧！”
不久，一批反对张国焘的同志被剥夺了对部队的指挥权，彭绍辉被调到红四方面军红军大学去当政治科长兼军事教员。他憋了一肚子气，闷闷不乐。朱德总司令、刘伯承总参谋长（兼红大校长）经常开导他说：你们一方面军来的几个同志，都是好同志；这是党内斗争，不要操之过急，问题是一定会搞清楚的；到“红大”去，还要努力工作，要贯彻遵义会议精神，宣传中央北上的正确方针；红四方面军的广大干部是好的，要同他们搞好关系，争取共同北上抗日。彭绍辉接受了首长的教导，对工作未曾稍懈。
红四方面军与红二、六军团（后编为红二方面军）会师后，彭绍辉调任红六军团参谋长，参加红二方面军长征，与红一方面军胜利会师
1936年7月1日，红四方面军与红2、6军团在四川甘孜地区会合。7月5日，红2、6军团奉中革军委电令，组成中国工农红军第二方面军，红32军编入红二方面军建制。会合后，在朱德、任弼时、贺龙、关向应、刘伯承等的斗争和红四方面军指战员的要求下，张国焘被迫同意与红二方面军共同北上。于是，彭绍辉又跟随部队第三次爬越雪山，跋涉草地，重新经受严寒、饥饿和死亡的考验。
8月25日，彭绍辉接到朱德总司令命令，调任红二方面军6军团参谋长。8月26日，彭绍辉骑马出发，于9月6日到达甘肃南部地区的礼县岩湾红6军团驻地，见到了红6军团军团长陈伯钧、政委王震、政治部主任张子意等。他不顾征程的疲劳，立即投入到进攻礼县、两当、凤县的战斗中去。他根据敌情和军团首长的作战决心，向军团各师交待作战任务，下达战斗命令，亲临前沿侦察敌情，及时调整行军和作战部署。
9月14日，红6军团主力由红河镇到达余家坪集结，准备以三天的行程向两当县进发。根据军团的作战和行军计划，彭绍辉部署，以第16师为前卫，第18师为后卫，第17师、模范师、军团直属队、军团卫生部顺序跟进。彭绍辉要求各部队，各级干部在行军中对地形、道路认真仔细侦察。各部队在行军中要封锁消息，严密伪装，遵守时间。
红6军团先头部队经过三天两夜400多里的急行军，于9月18日赶到两当县城外。拂晓，部队发起攻城战斗，守敌除少数逃脱外，其余全部被歼。随后，红6军团又相继攻占了徽县、成县、康县。由于凤县城防工事坚固和守敌的顽抗，两次攻城都没有成功，红六军团为避免与敌人在不利地区及不利情况下作战，防止遭到敌人前后夹击，为按期实现中央会师西北的计划，决定退出两当、徽县地区，转道渭水，继续北上。
10月7日，红6军团突破敌人封锁线，彭绍辉部署第17师、第18师为右纵队，第16师、军团直属队、模范师为左纵队，向天水方向前进。行军途中，在罗家堡、余家海头坝一带突然遭到敌人袭击。彭绍辉立即组织部队抢占制高点，对敌人的围堵实施反击，指挥军团机关迅速冲出敌人的封锁。
为迅速摆脱敌人的围堵，争取战略上的主动，红二方面军领导人贺龙、任弼时命令红6团于10月9日渡过渭水。红二方面军主力随后北进，迅速向红一方面军靠拢。
10月9日，红四方面军部队与红一方面军部队在甘肃会宁会师。
10月18日，彭绍辉作为红二方面军先头部队代表，在甘肃静宁以北的将台堡（今属宁夏西吉县）附近一个叫老君坡的小村落，与前来接应的红一方面军第2师第5团代表会面。10月22日，红二方面军总指挥部到达将台堡地区，与红一方面军第2师会师。至此，完成了红军三大主力会师，长征胜利结束。
独臂将军彭绍辉先后参加了红一、红四、红二方面军的长征，历时24个月，长途跋涉数万公里，三次爬雪山、过草地，经历了三个方面军长征的浴血奋战和艰难困苦，参加了红军三大主力的胜利会师，见证了红军长征胜利的辉煌，从其身上也折射出红军长征精神的不朽。
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