会师后，毛泽东、朱德领导的两支军队合编为工农红军第四军，张际春分配在三十二团党委会工作。这个团是由活动在井冈山的袁文才、王佐两支民众武装改编而成的。张际春遵照军党代表毛泽东的指示，深入连队，与士兵同甘共苦，开展思想政治工作，用党的纲领、宗旨和方针政策武装干部战士，取得了很好的成绩。后来、张际春又调到二十八团党委工作。这期间，他参加了粉碎敌人“进剿”井冈山的多次战斗，宣传动员部队英勇杀敌，保卫根据地。

1929年春，朱德、毛泽东率红四军主力离开井冈山，转战在闽赣粤边境地区。红军攻下福建长汀后，部队编成三个纵队，张际春任二纵队政治部宣传科长，他参加了江西的瑞金、于都、广昌，闽西的长汀、上杭、龙岩，粤北的梅县、大埔等地的战斗，做了大量的部队思想政治工作和地方群众工作。同年底，他在毛泽东的直接领导下，参与古田会议决议的起草工作，参加了红四军第九次党代表大会，为创建一支真正的人民军队作出了贡献。

张际春于1930年夏任红四军秘书长。他随部队从闽西、赣南北上，参加了多次战斗。以曾山为主席的江西省工农兵苏维埃政府成立，张际春参加了成立省政府的文电起草等工作。

同年秋，张际春调任红一方面军政治部宣传处长，12月，调到以毛泽东为主任的中国工农革命军事委员会总政治部工作，兼任机关党支部书记，为红军第一次反“围剿”的胜利做了许多艰苦细致的思想政治工作。

1931年初，张际春任红一方面军第三军秘书长。在黄公略军长的率领下，部队在江西的藤田、东固一带，边整训，边做群众工作，准备粉碎敌人第二次“围剿”。此时，敌机施放毒瓦斯，张际春在去教导队上课的路上中毒，后经治疗痊愈。敌人开始第二次“围剿”后，张际春随部队从江西吉安的富田打起，经乐安至福建的建宁，历时半个月，行程350公里，歼灭了大量的敌人，取得了第二次反“围剿”的胜利。

古田会议旧址

同年6月，张际春调任红一方面军第十一师政治委员兼政治部主任。他同师长率部队投入第三次反“围剿”斗争。部队从兴国一带打起，追击敌韩德勤部，激战一日，红军伤亡较大，师长不幸牺牲。张际春审时度势，率领部队在兴国地区短期休整后，来了个“暗渡陈仓”，子夜从敌人空隙中穿过，绕到敌纵深的宁都黄陂，采取“虎穴掏心”的战术，包围敌毛炳文部，将其大部歼灭。接着“回马一枪”，掉头追击西线撤退之敌，实行避实就虚，在方石岭将韩德勤部咬住不放，斩头去尾，歼敌过半。从而以连续持久的一系列作战，为第三次反“围剿”的胜利作出了出色的贡献，保卫了中央苏区。

是年冬，张际春调任红军第十三师政委兼政治部主任(缺师长)，不久，改名为红四十五师。张际春率部参加了龙岩、南靖战斗，并以南靖县的山城堡为中心，开展群众工作。1932年6月，率部北进，配合红五十五师攻克了宜黄城，歼灭守敌。同年12月，部队在黎川进行整编，张际春调任红一军团政治部宣传部长，兼任军团裁判所所长。

张际春不仅是一名优秀的军事指挥员，更是一位出色的政治宣传家。他在担任红一军团宣传部长期间，谦虚谨慎，从实际出发，不尚空谈，给人们留下了深刻的印象。当时战斗频繁，环境艰苦，为鼓舞士气，他主办了军团《战土报》。为了办好报纸，他深入连队，与干部战士谈心，征求对报纸的意见。一次，他下连队，发现战士喜欢猜谜语和听《三国演义》、《水浒传》上的故事，便采用指战员喜闻乐见的形式，把报纸办得生动活泼，引人入胜，既宣传了战斗任务，密切了军民关系，又活跃了部队文化生活，振奋了部队官兵的革命精神。他还经常到前线了解战斗情况，掌握第一手材料，撰写战地通讯和评论，鼓励大家奋勇杀敌，深受指战员的欢迎。在那异常艰苦的斗争环境里，张际春对部队文娱活动也很重视，自编自演讽刺剧《庐山之雪》，受到部队的欢迎。

1933年冬，张际春调到工农红军第二步兵学校任政委兼政治部主任，为红军培养人才。这时，蒋介石已经对中央苏区发动了第五次“围剿”。张际春从维护党和人民的利益出发，对王明的“左”倾错误路线提了一些意见，遭到排挤和打击，于1934年6月改任步校训育处副处长。由于红军中的许多干部积极向上反映情况，不久，又调他到红五军团政治部任宣传部长。第五次反“围剿”失败，张际春于1934年10月随中央红军撤离苏区，开始了万里长征。