1934年11月中旬，中央红军突破国民党军第三道封锁线后，由湖南省南部向广西省（今广西壮族自治区）北部前进。蒋介石为将中央红军歼灭于湘江以东地区，任命何键为“追剿”军总司令，指挥16个师共77个团分五路专事“追剿”；并令桂军5个师在全州、兴安、灌阳等地阻击红军；令粤军4个师北进粤湘桂边，阻止红军南下；令贵州省“剿共”总指挥王家烈派有力部队到湘黔边堵截，总兵力近30万人。当时，中共中央和中央革命军事委员会领导人博古（秦邦宪）和共产国际派来的军事顾问李德（又名华夫，原名奥托·布劳恩，德国共产党党员）一味退却逃跑，消极避战，为实现到湘西与红2、红6军团会合的计划，决定中央红军分两路前进。其部署是：红3、红8军团为右纵队，经保和圩、青和圩向嘉禾方向前进；红1、红9军团为左纵队，经梅田向临武、蓝山前进；军委第1、第2纵队及红5军团为中央纵队，随后跟进。至25日，红军从道县和水口间全部渡过潇水，随后为了调动敌人，寻机渡过湘江，以一部兵力西进永明（今江永）。桂军副总司令白崇禧为防红军攻取桂林，令其主力南移至龙虎关、恭城一带，阻止红军西进，并防止蒋军乘机进入广西。这样，全州、兴安一线守军兵力比较薄弱。据此，中革军委于25日决定，中央红军分四路纵队从全州、兴安间抢渡湘江，突破国民党军第四道封锁线，前出到湘桂边境的西延地区。当日，红1、红3军团击破桂军的阻击进入桂北。27日，红1军团先头第2师渡过湘江，控制了脚山铺至界首间30千米的湘江两岸渡口；次日，红3军团第4师先头第10团也渡过湘江，进至界首以南光华铺、枫山铺地区。红5军团扼守蒋家岭、永安关、雷口关地域，迟滞追击的国民党军，掩护后续部队。此时，后续部队距湘江渡口仅80余千米，但因辎重过多，道路狭窄，行动迟缓，未能及时赶到渡口。此时，国民党“追剿”军第1路进至全州、咸水一线；第2路进至零陵（今永州）、黄沙河一线；第3路进至道县；第4、第5路进至东安地区；桂军5个师开至灌阳、兴安一线。为掩护中央、军委纵队及后续军团渡过湘江，红1、红3军团奉命在桂北湘江两岸的新圩、脚山铺、光华铺等地区，构筑工事，阻击国民党军。

28日，桂军第44师在炮火掩护下，从灌阳向新圩之红3军团第5师（欠第13团）前沿阵地发起进攻。第5师凭借有利地形沉着应战，奋勇抗击。桂军正面进攻受阻，遂以一部兵力从侧翼迂回，第5师被迫退至第二道防线。29日，桂军第24师及第7军独立团投入战斗，并有飞机支援，战斗更加激烈。红军与桂军展开白刃战，但终因力量悬殊，第二道防线被突破。30日，红5师奉命撤出战斗，新圩由红6师第18团接防。

在新圩阻击战开始的当日，“追剿”军第1路（湘军）3个师从全州南下，企图控制湘江各渡口，将红军拦腰截断。傍晚，红1军团第2师警戒部队在鲁板桥与湘军第16师交战，随后退至脚山铺阵地。29日，红2师与湘军激战。30日，红1师赶到脚山铺，与红2师一起打退湘军数次进攻，予以重大杀伤，红1、红2师也遭严重损失，部分阵地被湘军攻占。入夜，湘军迂回侧击，红1、红2师为避免被分割包围，先后退至夏壁田、水头、赤兰铺、白沙铺一带。12月1日凌晨，中革军委命令红1军团不惜任何代价守住阵地，以开辟西进的道路。拂晓，湘军在飞机掩护下，采取正面攻击与迂回包围的战术发动猛烈进攻。红1、红2师奋力拼杀，掩护中央机关和红军主力于17时前渡过湘江，向西延地区前进。29日晚，驻兴安县光华铺之桂军第43师和地方民团向红3军团第4师第10团飞龙殿等阵地发起进攻。第10团凭借居高临下的有利地形，打退桂军多次冲击，并趁夜暗主动出击，守住了阵地。30日，桂军改变战术，在正面进攻的同时，主力沿湘江西岸向界首之红4师第11、第12团侧后攻击。经过激战，第11、第12团于12月1日中午撤离界首渡口。

12月3日，中央红军主力渡过湘江，进入西延地区。脚山铺至界首间湘江两岸被湘、桂军控制。此间，红3军团第6师第18团在由新圩向湘江撤退中，被桂军分割包围大部牺牲。在新圩、脚山铺、光华铺阻击战的同时，担任红军总后卫的红5军团，在永安关、水车一带阻击“追剿军”第3路的追击，掩护中央、军委纵队及红军主力渡过湘江。该军团第34师和红3军团第18团余部被阻于湘江东岸，转战于灌阳、道县一带，虽经英勇战斗，予敌重大杀伤，终因寡不敌众，弹尽粮绝，包括师长陈树湘在内的绝大多数指战员牺牲。

湘江战役，中央红军经过英勇奋战，突破了国民党军第四道封锁线，挫败了蒋介石企图歼灭红军于湘江以东的计划。但此役也是中央红军长征中损失最大的一次。中央红军渡过湘江后（连同前三次突破封锁线）由长征开始时的8.6万余人锐减为3万余人（包括非战斗减员）。