1935年1月15日至17日，中共中央政治局在遵义召开扩大会议，史称“遵义会议”。出席会议的政治局委员有毛泽东、张闻天（洛甫）、周恩来、朱德、陈云、秦邦宪（博古），候补委员有王稼祥、刘少奇、邓发、何克全（凯丰），还有红军总部和各军团负责人刘伯承、李富春、林彪、聂荣臻、彭德怀、杨尚昆、李卓然，以及中央秘书长邓小平。李德及担任翻译工作的伍修权列席会议。会议由博古主持。
會议首先由博古做“关于反对第五次‘围剿’的总结报告”。他在报告中过分强调客观困难，把第五次反“围剿”失败的原因归结于敌人过于强大、白区苏区配合不够等，而不承认失败主要是他和李德压制正确意见，在军事指挥上犯下严重错误导致的。接着，周恩来就军事问题做副报告，他指出第五次反“围剿”失败的主要原因是军事领导的战略战术错误，并主动承担责任，做了诚恳的自我批评，同时也批评了博古和李德。周恩来还提出如果第五次反“围剿”之初采纳毛泽东的正确主张，敌人的“围剿”是可能被粉碎的。
会议集中力量讨论了博古的报告，并展开了争论。张闻天按照会前与毛泽东、王稼祥共同商定的意见，做了反对“左”倾军事错误的报告，比较系统地批评了博古、李德在第五次反“围剿”中实行单纯防御、在战略转移中实行退却逃跑的错误。
毛泽东接着做了长篇发言，对博古、李德在军事指挥上的错误进行了切中要害的分析和批评，并阐述了中国革命战争的战略战术问题和此后在军事上应该采取的方针。毛泽东根据他在一年来搜集到的每次战役的材料，结合博古与周恩来的报告，参照张闻天的讲话，一针见血地指出博古所总结的反“围剿”失败的原因不能成立，详细地概括了反“围剿”失败的原因，用强有力的事实依据和战役数据赢得了大多数与会者的认同。
王稼祥在发言中也批评了博古、李德在军事指挥上的错误，支持毛泽东的正确意见。周恩来、朱德等多数与会同志相继发言，不同意博古的总结报告，同意毛泽东、张闻天、王稼祥提出的提纲和意见，彭德怀、杨尚昆、李卓然、刘少奇等于15日下午与深夜相继赶往遵义城，中途参加会议的，在听取相关与会人员的介绍后，纷纷支持毛泽东的意见。只有凯丰（何克全）等个别人在发言中为博古、李德的错误进行辩解，而李德坚决不接受批评。
持续了三天的会议，对以后的组织问题、军事问题进行了激烈的争论，与会的多数人赞成和支持毛泽东的正确主张，周恩来经过一夜反思，诚挚地接受了到会同志的批评。参加会议的大多数同志在总结经验教训的基础上，都从切身经历中体会到“左”倾冒险主义否定与排斥毛泽东给红军和革命造成的损失是不可弥补的，唯有结束组织上、军事上的错误领导与指挥，才能扭转红军与中国革命的艰难局势。会议集中全力检查了五次反“围剿”战争与西征初期军事指挥上的错误；根据刘伯承、聂荣臻的提议决定和审查了黎平会议所决定的暂时以黔北为中心，建立苏维埃根据地的问题；根据王稼祥、张闻天、朱德、周恩来的建议，讨论并改组了党中央领导特别是军事领导。
会议最后做出如下决定：第一，增选毛泽东为政治局常委。毛泽东由一位根据地领导人进入中国共产党的领导核心，从此形成以毛泽东为正确代表的新的党中央的领导。第二，推举指定张闻天在会后起草《中共中央关于反对敌人五次“围剿”的总结决议》，委托常委审查后，发到支部讨论。这个决议，在中共中央和红军离开遵义到达云南省扎西（今威信）县境后召开的会议上正式通过。决议充分肯定毛泽东等指挥红军多次取得反“围剿”胜利所采取的战略战术的基本原则，明确指出博古、李德在军事上的单纯防御路线，是导致红军不能粉碎敌人五次“围剿”的主要原因。第三，常委再进行适当分工。第四，取消长征前成立的“三人团”，仍由最高军事首长朱德、周恩来为军事指挥者，周恩来是党内委托的对于军事上下最后决心的负责者。遵义会议成为中国革命由挫折走向胜利的伟大转折，具有深远的历史意义。