1930年12月，在人人自危的肃反扩大化中，被打为AB团分子的红二十军一些指战员，冲到富田释放了近百名被关押的人员，这就是在苏区轰动一时的“富田事变”。对肃反中采取严刑逼供、乱咬乱杀的情景深感不安的项英，经过深入调查后当机立断，要求立即纠正反AB团斗争中的缺点错误，并提出党在每个斗争中都应以教育方式教育全党党员，处理“富田事变”就按解决党内矛盾的方法，否定了总前委对“富田事变”是“反党反革命的暴动”的定性。正是由于项英做出的决定，才使得当时中央苏区肃反扩大化一度缓和下来,暂时保护了一大批同志免遭冤杀。但却遭到以思想“左”倾主义、教条主义严重、在共产国际代表米夫的支持下取得了中央领导权的王明为主的中共中央代表团的否定，并于1931年4月将项英中共苏区中央局代理书记的职务撤销，改任中共苏区中央委员和中革军委副主席。此后，就任中共苏区中央局书记的周恩来主持了对苏区肃反扩大化的批判。

    1931年11月，项英以极大的热忱参与了中华苏维埃第一次全国代表大会的筹备。大会选举毛泽东为中华苏维埃共和国临时中央政府主席，项英、张国焘为副主席，朱德为中央革命军事委员会主席。一个与国民党政权对立的红色政权从此诞生，这是中国共产党人领导人民群众管理国家的最早尝试。在中华苏维埃共和国临时中央政府副主席的岗位上，项英积极协助毛泽东主席，发展根据地经济建设，打破了国民党经济封锁，发动了贫苦农民，开展土地革命，健全地方工农民主政权，在制裁反革命、反贪污、反浪费等方面做了大量卓有成效的工作。

    在他的主持下，苏维埃政府建立起司法机构，制定出《中华苏维埃共和国婚姻条例》 。它是中共领导下的人民政权第一次制定的有关婚姻方面的法规，也是中国历史上第一个旨在解放妇女的法规。1933年6月30日，项英还以中革军委代主席的名义，发布《中央革命军事委员会——关于决定“八一”为中国工农红军成立纪念日》的命令，确定1927年“八一”南昌起义之日为红军的建军节。从那以后，“八一”就成为红军和后来的八路军、新四军，以及当今中国人民解放军的建军节，人民军队有了自己最可亲可贵的一天。同年7月9日，项英又以中革军委代主席的名义发布了颁发红星奖章的命令，周恩来、朱德及时任中革军委副主席、红三军团总指挥彭德怀等被授予一等红星奖章；红军主要将领陈毅、张云逸、罗瑞卿、萧克、何长工等34人被授予二等红星奖章；王震等53人被授予三等红星奖章。这期间，项英积极领导扩建红军，编组新的师和军团。主持制定《中国工农红军誓词》，建立红军中的奖励制度。动员和组织群众发展生产，筹措给养，保证前线供应。

    1934年1月，项英在中共六届五中全会上，当选为中共中央政治局委员、书记处书记。在中央苏区两次当选为中华苏维埃共和国副主席。

    鉴于项英竭尽全力开展苏维埃运动而闻名与世，美国友人尼姆•韦尔斯将项英与毛泽东、朱德并称为“中华苏维埃的三巨头”。时过多年后的1940年，陈毅在一篇报告中这样评价项英：“中央苏区过去还是一个模范区，是项英同志直接领导的。”“项英同志确实是土地革命战争年代南方苏区的最高领导者。”
艰苦卓绝的游击战争。1934年，由于王明“左”倾冒险主义的错误领导，中央红军未能打破国民党军队对中央苏区的第五次“围剿”，中共中央机关和中央红军主力被迫离开中央苏区，实行战略转移——长征。转移前夕，中共中央决定在瑞金成立中共中央分局，由项英、瞿秋白、陈毅、陈潭秋、贺昌等组成，项英任书记。同时成立中华苏维埃共和国中央政府办事处，陈毅为主任，梁柏台为副主任。不久又宣布成立中央军区，由项英任司令员兼政治委员、中革军委中央军区分会主席，“指挥江西、福建、闽赣、赣南及闽浙赣五个军区（闽北分区在内）及各直属的地方独立部队与二十四师和十军”，继续坚持中央苏区及其邻近苏区的斗争。

    这时期，国民党军队第五次围剿红军取得了前所未有的战绩。再也无法抵御蜂拥而来的国民党军进攻的红军主力只得撤离中央苏区，进行战略转移。此时的红军部队面临的局势是十分严峻的，一个非常实际的问题就是由谁留下来承担掩护红军主力转移并准备牺牲的重任。在危难时刻，历史又一次把项英推上了特殊的战争舞台。自中央红军主力长征起，项英临危受命，率留在中央苏区的红军和地方武装接替主力红军防务，掩护主力红军集结，配合主力红军突围，保障主力红军行动，使中共中央和主力红军得以突破敌人的封锁线，实行战略转移。当时中共中央给项英及中央分局的任务是：牵制国民党军掩护中央红军主力转移，并划定瑞金、宁都、会昌、于都之间的三角地区是项英率领部队必须最后死守的阵地。忠于职守的项英送走中央机关的最后一支队伍后，面对是一个无法想象的局面。留给他的只有红军加上政府工作人员名义上的约3万人，而在这些人中有1万多人是需要别人来照顾和保护的伤病员。队伍中有一半多的人手中只有大刀和梭标，他们迎战50万国民党正规武装军队的进攻。11月底鉴于形势恶化，逐步作出独立自主坚持斗争的部署。

    在红军主力离开后的第三天，项英主持召开了中央分局会议。会上他下了两道命令：第一中共中央和红军主力能否胜利进行战略转移，事关全党全国人民最根本的利益，每一个都必须以积极的行动配合。第二作为共产党员、革命军人都必须无条件地服从命令，不许任何人在中共中央和主力红军还没有离开苏区前搞疏散。换句话说，所有的人都必须坚持到敌人的刺刀顶到胸口的最后一刻。项英要求机关工作人员正常对外办公，处理公务，以迷惑敌人，隐蔽红军主力的转移。直到一个月之后，国民党才弄清了红军主力已经转移了。当国民党蒋介石知道本已陷入绝境的红军从包围圈中消失了之后，便开始用极其严酷的手段来围剿留守的红军，将苏区害割成无数个小块，构筑了大量的堡垒封锁线，开始了全面清剿。

    项英多次向中共中央报告情况，请求中央给予“详细指示”，明确行动方针。由于中共中央忙于红军主力转移被国民党军围追堵截，血战几道封锁线，致使3个月“无指示”、“无回电”。

    直到纠正王明“左”倾领导在军事指挥上的错误而召开的贵州遵义会议后的1935年2月5日，中共中央才给项英及中央分局发来电报指示，组织红军和游击队分路突围，转入分散的游击战。遵照中共中央的指示，项英指挥部队分9路突围，分散开展游击战争。项英直到将向中共中央报告突围的电报发出，敌人已经临近的危急情况，才下令埋掉电台、烧掉密码，离开于都，向赣粤边突围。在突围战中，时任中共中央分局宣传部长瞿秋白、中央军区政治部主任贺昌、曾任中华苏维埃共和国中央政府工农检查（察）部长（工农检察人民委员）兼内务部代理部长（内务人民委员）何叔衡等一批党和军队的领导人相继牺牲。游击队员不仅仅要面对难以忍受的寒冷和饥饿，还要面对国民党大军的天天“清剿”。

    此后，项英在与中共中央失掉联系、国民党军持续“清剿”的极端困难条件下，紧紧依靠群众，恢复党的基层组织，及时调整策略，变换斗争方式，领导赣粤边游击区军民作殊死斗争。曾将红军游击战术编成歌诀，教育红军游击队提高斗争艺术，巧妙地与敌周旋，灵活地打击敌人。和各游击区指战员共同努力，保持了南方游击区革命支点，保存了革命骨干。

    1935年3月底，项英、陈毅突围到达赣粤边中心区域信丰油山，与中共赣粤边特委书记李乐天、副书记杨尚奎和少共（即中国共产主义青年团）特委书记刘新潮（即刘建华）等会合。随后，赣南军区司令员蔡会文、少共赣南省委书记陈丕显率领部分突围部队也到达油山。

    4月初，项英、陈毅在南雄县大岭下村听取了中共赣粤边特委领导人的汇报，对于中共赣粤边特委、军分区胜利到达油山，站稳了脚根，保存了革命力量，表示赞扬。同时也对赣奥边特委、军分区存在的盲目乐观情结和依赖思想以及照搬苏区的工作方式提出了批评，指出敌人即将对赣粤边进行大规模“清剿”，部队要分散，机关要缩小，工作方式要改变，以尽快适应新的斗争环境。随后，项英在江西大余县的长岭村召开了赣粤边干部会议（简称长岭会议），传达学习了中共中央关于分兵开展游击战争的指示。对于如何开展游击战争，项英强调说：“游击战争应以发动和领导群众斗争为主体，反对单纯地打土豪。打土豪要严格执行政策。”陈毅在会上也发表了重要讲话。会议制定了“依靠群众，坚持斗争，积蓄力量，创造条件，迎接新的高潮”的方针，并决定在军事上以南岭山脉为依托，以北山、油山为主要根据地，坚持长期的游击战争；强调在战术上以保存有生力量为主体，反对硬打强敌，要采用袭击动作和打圈子等方式反击敌人的“清剿”；决定把赣粤边游击区分为五块游击区，即油山区、北山区、信康赣区、信南区、上（犹）崇（义）区，将在赣粤边游击区的红军和游击队分成4个大队和若干小队，分散开展游击战争。项英、陈毅和李乐天、杨尚奎、陈丕显等领导人随特委和军分区司令部在北山行动，指挥各地的游击战争。
项英主持召开的长岭会议，是赣粤边游击区由集中的正规战转入分散击战、由照搬苏区工作方式转入完全游击区工作方式的转折点，对胜利坚持赣粤边三年游击战争有着重大意义。

    4月，国民党粤军第一军军长兼江西第六绥靖区司令余汉谋率3个师在保安团的配合下，向赣粤边游击区发动了大规模的“清剿”。4月下旬的一天，由于一些游击队员外出运粮不注意隐藏，被敌发觉跟踪，敌军袭击了项英、陈毅和特委机关所在地北山附近的棚洞村。项英、陈毅决定将部队和机关进一步缩小，分散活动，并及时总结经验教训，提出了搭棚隐蔽、保密、行军等有关原则。保密原则是：生火做饭不出烟；说话须小声；各机关无工作关系不准相互往来。行军原则是：夜间行军应选择在午夜以后；不走大路走山路；夜间行军要慢，免失联络等。红军游击队遵循这些原则巧妙地与敌人进行周旋，同时采取“调虎离山”、“引蛇出洞”、“化装出山”等战术，先后袭击了大余县游仙圩、南康县黄泥巷、南雄乌迳等地的国民党保安团队，扰乱了国民党军的“清剿”部署，使余汉谋计划3个月消灭红军游击队的企图终末得逞。

    5月，国民党大军约50倍于红军游击队的兵力对赣粤边游击区进行全面“清剿”，要求三个月内“打死、饿死、困死”红军游击队员。红军游击队员只能在山林里住，敌人就采取“移民并村”和赶老百姓出山的“封坑”手段，企图断绝红军游击队和群众的联系，使游击队得不到粮食、盐和基本生活用品。此时的项英和游击队员们过着像野人一样的生活，他们只能与山中的动物为伴，吃野菜、摘野果、挖竹笋、甚至于烧马蜂窝吃。当什么也找不到的时候就只能是忍耐。陈毅在《赣南游击词》中这样写道：

    “天将午，饥肠响如鼓，粮食封锁已三月，囊中存米清可数，野菜和水煮。叹缺粮，三月肉不尝，夏吃杨梅冬剥笋，猎取野猪遍山忙，捉蛇二更长。”

    这就是当时红军游击队真实生活的生动写照。就在这样每天都生死未卜的环境中，项英还经常对身边的人说：“我们只要剩下一个人，也要顽强地坚持下去，共产党的旗帜不能倒，游击队的旗帜不能倒。”