与西路军同志的关系相当融洽，大家对陈云都很尊敬。
在学习政治理论的同时，陈云还组织大家学文化。原来在四方面军中，有文化被看成是危险的事。张国焘对知识分子一贯是怀疑和不信任的，对有不同意见的往往是残酷打击，甚至安上“改组派”、“第三党”的罪名杀掉。因此，在广大指战员中形成这么一种观念：“没文化比有文化好”，“没文化一样打胜仗”。陈云耐心教育大家，学文化是学习一切知识的基础，只有学好文化，才能掌握军事技术。大家思想通了，学习很卖力。他们自选教员，自编教材。官教兵，兵教官。李先念政委尽自己的能力，为战士解答疑难问题。后来延安来了几位干部，有几位从苏联回国的干部，也来给大家上文化课。为了将来上抗日前线，他们还学了一些战场上实用的日语，如“优待俘虏”、“缴枪不杀”。学文化在“新兵营”中形成了一股热潮。
1937年秋天，陈云同志向大家宣读党中央电报指示：“严守纪律，安心学习。”根据陈云与盛世才协商的结果，红军战士分成几部分，学习军事技术。据1939年的统计，学汽车的67人，学装甲车的50人，炮兵87人，无线电24人，空军42人，兽医10人。还有派往苏联学情报工作的20多人。他们在苏联顾问的指导下，克服种种困难，掌握了一门军事技术。回到延安以后，他们多数被派往东北，在解放战争时期成为中国人民解放军中第一批炮兵、坦克兵、航空兵的创建人。中国人民解放军中有了特种部队，真是如虎添翼。这些成就还要归功于西路军同志在新疆刻苦学习的结果。
遗憾的是，陈云和西路军的同志相处了不到半年就分开了。1937年11月14日，一架来自苏联的飞机到达迪化。上面坐着从苏联回国的王明、康生。王明接见了西路军同志，简单讲了统一战线，国共合作联合抗日的话，便叫陈云和他们一起上飞机回延安。大家与陈云依依惜别。
过了不久，中共中央代表、中央政治局候补委员邓发来到迪化，接替陈云的工作。邓发来新疆的一项主要任务，就是在西路军人员中开展批判张国焘路线的斗争。他向大家传达了中央政治局扩大会议的决议和主要精神，在大家心里造成了很大震动。虽然他们知道张国焘在延安已经受到批判，但没想到会如此严重。张国焘毕竟是他们多年的领导，他的影响不是一下就能消除的。西路军工委的负责人遵照中央的决议，进行了学习讨论。张国焘平日的错误行为和作风，他们是了解的。11月27日西路军工委通过了一个决议，对张国焘路线作了第一次批判。
《决议》指出：两年来一切政治事变的发展，完全证明了党中央路线的正确。同时证明了国焘同志对中国革命形势的估计是机会主义的。他当时认为中国革命形势是“处在两个高潮之间”，因此他要红军退守到偏僻地区，等待革命形势到来。由于他这种机会主义的估计完全违反了党中央的路线，结果竟走到公开不执行党的决议和指示，领导一部分红军南下退到西康躲避起来。
由于国焘同志政治上的错误，一直走到组织上分裂党的行为，以致成立第二中央。这种行为是完全违反了党的组织原则的，这是中国共产党历史上所从来没有过的事情。在国焘同志的机会主义的错误路线领导下面，曾经采取了许多非布尔什维克的党内斗争方式。特别是公开贴标语反对党中央领导同志，造谣诬蔑中央负责同志，滥用职权撤销军委主席朱德同志的职务。甚至用肃反的办法代替党内思想斗争，来对待拥护中央路线的同志，如王透、胡底的被捕。
《决议》认为：国焘的南下退却路线及成立第二中央的违反党组织原则的错误，是非常严重的。昌浩同志亦是当时的主要负责者之一。这种错误的结果，是直接削弱了当时红军的力量。西路军的失败是与国焘同志的错误有密切联系的，如西路军对党中央军委关于集中兵力及争取敌军工作之指示没有坚决执行，这也是造成西路军失败的原因之一。我们全体一致认为：党中央对于开展反对国焘同志这种退却路线与错误的斗争的领导与决定是完全正确的。大家坚决一致的拥护党中央的这个决定，并要求继续开展与深入这个斗争。
但是邓发对这个《决议》很不满意。因为在一些重大问题上，西路军工委的同志们都保持沉默，或者根本不承认。如中央说张国焘发密电企图危害中央的问题，没有人说一句。张国焘土匪主义的问题，也只说是工作方式不对。对西路军问题，没有人说是张国焘叫四方面军渡河的。这说明，在新疆的同志只是部分地接受了中央的意见。南下和退却路线问题，他们是从实践得来的结论，他们也反对过张国焘。但是他们没有把张国焘当作敌人，认为他是犯了错误的同志，对他抱着一种批评帮助的态度。经过请示之后，12月初，邓发宣布中央决定：李先念、李卓然、程世才、李天焕、曾传六、郭天民等西路军指挥员回延安。部队交邓发同志管理。留在迪化的西路军高级干部只剩下西路军参谋长李特和5军政委黄超。
1937年12月底，李先念一行回到延安。几天后，毛泽东接