1934年,上级将他调到川陕省工农民主政府任财政经济委员会主席，驻巴中。他将在日本所学到的经济学知识成功地运用到实践中, 抓税收、抓银行, 特别是抓盐业。当时敌人对苏区进行经济封锁, 对物资层层设卡, 不准流入苏区, 因而苏区军民吃盐最困难。他就在巴中城建立了一个“申熙盐行”, 凿井取水熬盐。没盐井的地方, 就扫取屋脚老墙灰土熬制硝盐, 很快地就解决了苏区的食盐问题。为了解决红军部分的被服，他兴建了刘华被服厂, 将缴获敌人的物资和没收土豪的布匹衣物改制成军服、军帽、军用品。此外，他还创办合作社, 让机关养猪种菜, 开办饭铺、食堂, 大大改善了苏区的生活水平。

    1935年，吴永康随军长征进入川康两省边界，任中共川康省工作委员会书记兼川陕省委财委会主席。那时川陕省财委会积攒了一批银元、元宝，为保存好这批银元、元宝，吴永康马上让人用几十个木箱严封装好, 用牲口驼着, 经过多次辗转行军, 才把这批银圆完整无失地全部移交给中华苏维埃中央政府财政部。千里送宝，分文不取，成为佳话。

    随军西进张掖不幸牺牲

    1936年10月，吴永康随部队到达甘肃会宁, 同中央红军会师, 完成了长征。这段时间, 吴永康改任红四方面军总政治部地方工作部部长, 主要是做少数民族地区的干群关系和军民关系工作。他严格地执行民族政策, 及时对部队进行宣传教育,对少数民族地区做到秋毫无犯, 保证部队顺利地通过这些区域。同时他还十分注意少数民族干部的培养,很多少数民族干部在他的教育和培养下, 迅速成长起来。随后，部队奉中共中央和中革军委命令西渡黄河，组成西路军。吴永康任西路军政治部地方工作部部长，随军做地方群众工作。

    1937年3月中旬, 西路军余部退抵康龙寺以南, 马步芳骑兵团足跟踪而至, 担任掩护的三十军二六五团及二六七团伤亡惨重, 供给部长郑义斋、八十师政治主任张卿云等人在作战中牺牲。总部鉴于情况危急, 召开军政委员会后将人员编为三个支队,分散进入祁连山区打游击。

    吴永康所在的支队行进到祁连山白泉门一带时遭敌重生围困。支队奋力突围，边战边退一直退到白泉门附近时，弹尽援绝，吴永康率警卫员坚持战斗到最后不幸牺牲，时年37岁。

    由于战争环境，吴永康已经牺牲的消息家人一直都不得而知，直到1953年，吴永康的留日同学夏衍写信查找庞大恩，那封信又被辗转到玉林市时，家里人才知吴永康已壮烈牺牲。

    吴永康虽然光荣牺牲了,但他的精神永远不朽, 他的功绩永远被人民牢记着。解放后, 他被追认为革命烈士。革命家老前辈夏衍、刘瑞龙、廖承志、张琴秋、傅钟、余洪远等都为他撰写了文章, 给了他很高的评价。夏衍回忆起自己的挚友，充满深情地写道：“他是一个诚实的人，朴质的人，他学了五年科学，所以他不轻信，不盲从，他能用科学精神来分析客观形势，结合实际，联系群众，所以在十分艰难复杂的环境中，坚韧不拔地为社会主义理想而奋斗终身”。