是年11月16日，根据中共中央指示，红二十五军在程子华、吴焕先、徐海东的带领下，突破敌人的围攻开始长征。李耀担任一营派出工作队队长，他们高举“中国工农红军北上抗日第二先遣队”的旗帜，由罗山县何家冲向西挺进，红二十五军的长征从此开始。当月26日，当他们准备由叶县的保安镇至方城县之间的独树镇，通过许（昌）南（阳）公路进入伏牛山时，恰遇寒流，气温骤降，北风刺骨，雨雪交加，全军指战员衣服单薄，又被雨雪淋湿结了冰，许多同志的草鞋被烂泥粘掉，赤脚行军。在这极其恶劣的环境下，李耀忍饥冒寒不怕苦。他想：“我是共产党员，决不能怯弱，决不能退缩。”他奋力疾行，突然一阵激烈的枪声，一排子弹向李耀他们射来。这时，李耀等同志手指都冻僵了，拉不开枪栓，而头顶上的敌机正向他们冲来。敌人准备从两翼包抄红二十五军。在这危急时刻，李耀突然听到一声高喊：“同志们，现在是生死存亡的关头，决不能后退！共产党员跟我来！”这喊声使所有的红军指战员都振奋起来了。军政委吴焕先的喊音未落，李耀就奋不顾身地冲在最前面，与敌人展开了肉搏战。李耀平时刻苦训练，武艺高强，枪法极准，他不顾极度的饥饿劳累，奋力反复冲杀将敌人打退。此役，共毙、俘敌800余人，使整个部队终于突破了敌人的包围。他在长征途中还参加了独树镇、庾家河等重要战斗，粉碎了敌人的尾追堵截，长驱1800余里，胜利到达陕西省东南地区。接着他又参加了鄂豫陕革命根据地的第一、第二次反“围剿”斗争，为开创鄂豫陕革命根据地作出了贡献。

    1935年7月，鄂豫陕省委在长安县丰峪口召开紧急会议，决定红二十五军西征北上，与陕甘红军会合。7月16日，李耀随红二十五军从丰峪口出发，踏上继续西征的道路。8月21日，进至甘肃泾川地区，天气连降大雨，山洪暴发，泾河水猛涨，军直属队和担任掩护任务的二二三团，被阻于内河北岸的田坡村一带。就在此时，敌三十五师一O四旅二O八团突然向我军袭来。李耀奉命立即向敌展开猛烈反击，打得敌人措手不及，调头后撤，李耀带机枪班紧追不舍，并把机枪架在自己的肩膀上，叫射击手边跑边向敌人扫射，经过激烈战斗，全歼敌二O八团。由于李耀在战斗中表现突出，被提升为连指导员。9月4日，红二十五军二二五团三营在板桥镇遭敌骑兵团突袭，在这紧急关头，李耀奉命率部担任掩护部队突围的任务。在战斗中李耀腿部受伤，但他仍坚持完成了部队首长交给的任务。9月15日，红二十五军胜利到达延川县永坪镇，成为中国工农红军长征到达陕北的第一支队伍。9月17日，红二十五军、二十六军、二十七军在永坪胜利会师后，合编为红十五军团。1936年10月，李耀任中国工农红军前敌指挥部第一兵团兵站医院政委。