土地革命战争时期，陕西党组织先后领导建立了渭北、陕甘边、陕北、川陕、鄂豫陕以及由陕甘边、陕北根据地统一而成的西北革命根据地。这些根据地在陕西革命斗争史上占有重要地位，特别是西北革命根据地最终成为红军长征的落脚点。
陕甘边革命根据地是20世纪30年代刘志丹、谢子长、高岗、习仲勋等老一辈无产阶级革命家在陕西省和甘肃省交界地区创建的红色根据地。先后经历了三个阶段：寺村原游击革命根据地、照金革命根据地和南梁革命根据地。南梁是陕甘边苏维埃政府所在地，位于甘肃省庆阳市华池县东部50公里处。寺村原位于甘肃省新正县（今正宁县）境内，照金位于陕西省耀县（今铜川市耀州区）西北。1935年7月，在反“围剿”斗争中陕甘边根据地与陕北根据地连成一片，形成西北革命根据地，成为土地革命战争后期全国“硕果仅存”的革命根据地，为党中央和红军长征提供了落脚点，又是抗日战争的出发地和解放大西北的战略基地，为中国革命的胜利做出了重大贡献。
从1929年起，刘志丹、谢子长等先后打入陕甘、陕北地区的军阀部队，开展兵运工作。1930年10月，刘志丹利用陇东民团军骑兵第六营营长的名义，策动了“太白收枪”事件，消灭了谭世麟第二十四营，揭开了陕甘边革命武装斗争的序幕。1931年9月，刘志丹在合水县平定川倒水湾对杨培盛、赵连壁、贾生财的三支农民武装进行了整编，创立中国共产党在陇东地区领导的第一支革命武装——南梁游击队。不久在林锦庙与转战而来的陕北游击支队(原晋西游击队等部改编)会师，1932年1月在正宁县柴桥子合编为“西北反帝同盟军”，谢子长、刘志丹分任正、副总指挥。2月，在三嘉原改编为中国工农红军陕甘游击队，打土豪，分田地，铲除封建剥削，摧毁封建政权，宣传革命道理。3月下旬，在甘肃寺村原、湫头原、五倾原、三嘉原及宁县盘克一带建立了陕甘边第一个红色政权——寺村原革命委员会和寺村原游击根据地，揭开了在陕甘边地区创建革命根据地和红色政权序幕。
正当陕甘边“工农武装割据”的局面形成之际，以杜衡为书记的陕西省委却认为，陕甘红军游击队在山区建立红色政权和根据地是“逃跑主义”、“梢山主义”路线，命令红军撤离寺村原根据地，结果使部队遭到敌人重兵“围剿”，受到严重损失。7月，李艮执行“左”倾冒险主义的路线，使陕甘红军游击队和寺村原红色政权工作受到很大干扰，8月下旬，寺村原革命根据地由于失去后方政权的依托，红军游击队接连失利，损失严重，只好退回子午岭的平定川、豹子川一带无人烟的地区。
1932年12月24，中国工农红军陕甘红军游击队在陕西省宜君县转角镇改编为中国工农红军第二十六军，下辖第二团。此后刘志丹率领陕甘边党和红军投入到创造照金根据地的斗争，但是由于杜衡为代表的“左”倾冒险主义的错误干扰下，红二十六军第二团和照金苏区相继损失。1933年11月3日至5日，以刘志丹为代表的共产党人在甘肃合水县召开了包家寨会议，纠正了“左”倾冒险主义的错误，确定了创建红色政权的一系列正确行动方针和策略。包家寨会议核心就是建立南梁为中心的陕甘边革命根据地，创建和巩固红色政权。会后，红二十六军重新整编，在莲花寺组建了红二十六军第四十二师，广泛开展游击战争，深入到白马庙川、荔园堡川、小河沟等地贫困农民中，宣传革命道理，建立各种群众团体。1934年初，陕甘边特委和红四十二师党委在南梁荔园堡召开联席会议，决定成立陕甘边革命委员会。2月25日，召开了陕甘边工农兵代表大会，选举产生了陕甘边革命委员会，习仲勋为主席，作为陕甘边根据地的最高临时政权机关。陕甘边区革命委员会的成立，标志着以南梁为中心的陕甘边革命根据地基本形成。
南梁革命根据地的建立引起了国民党的极度恐慌。1933年12月初，西安绥靖公署主任杨虎城调集驻保安、合水、庆阳等地正规军4个营和地方民团5000余人，分9股向南梁发动了进攻。为了粉碎其进攻，根据地成立了第二路游击队总指挥部和南梁后方工作委员会，王泰吉、刘志丹率红四十二师主力南下，支援关中第三路游击队的武装斗争，接连取得消灭合水固城、正宁王郎坡和宁县南义堡民团等战斗胜利，在正宁、旬邑、淳化一带，大力开展群众工作，关中地区的革命形势又高涨起来。同时以第二路游击队打击进犯南梁的国民党军。后方工作委员会率游击队转人平定川老场村、豹子川王街村一带，动员群众，坚壁清野，准备迎击进犯南梁的国民党军。这时，国民党第十九路军将领蒋光鼐、蔡廷锴等联合李济深等反蒋势力，在福建成立了抗日反蒋的人民革命政府。消息传来，已进入根据地的甘肃警备第二旅驻合水的仇良民团1个营撤离南梁，其余各股国民党军也停止进攻。
1934年1月8日，红四十二师返回合水县连家砭，因王泰吉请求去豫陕边区做兵运工作，师党委决定刘志丹任师长，杨森任政委。年前，在照金突围时负伤的习仲勋来到南梁，与吴岱峰、张策等人在南梁金岔沟成立了第一个农民联合会。随后，小河沟、豹子川、白马庙川、玉皇庙川、二将川、平定川、吴堡川、义正川、樊川、麻地台川等地的农民联合会、贫农团、雇农工会等组织和乡村苏维埃政权相继建立，并在小河沟、二将川、东华池、白马庙川、玉皇庙川建立了5个赤卫军大队，共1000余人。2月，陕甘边区工农游击队第三路总指挥部成立，张明吾任总指挥；2月25日，在四合台村召开工农兵代表大会，成立了根据地最高军事机关——陕甘边革命军事委员会，刘志丹任主席；选举习仲勋为陕甘边革命委员会主席；建立了革命委员会政治保卫大队，郭锡山任队长。陕甘边区革命委员会的成立，标志着以南梁堡为中心，北至吴堡川，南至固城川，西至柔远川，东至大东沟，方圆100余公里的南梁革命根据地已经基本形成。
1934年8月上旬，合水游击队在旦八寨歼灭国民党军数十人。庆阳游击队歼灭韩俊卿1个营，拔除了刘沟、李沟门、悦乐堡等民团据点。在此前后，于柔远川、城壕川一带建立了贫农团、雇农工会、赤卫军、农民联合会、共产党基层支部等组织，开辟了与南梁相连的百余公里的庆北新苏区。与此同时，第二路游击队拔掉了刘老庄、虎头坡等民团据点，开辟了方圆30余公里的甘洛新苏区，组建起庆北、华池、元城、悦乐、靖边、甘泉、延安、瓦子川、鄜县等游击队以及陕甘游击队五、六、七、八等支队，部队扩大到1000余人。赤卫军又建立了平定川、豹子川、白沙川、瓦子川、麻地台川、太白川、苗村川、义正川、樊川、吴堡川、脚扎川、白豹川、柔远川等13个大队；各村也相继成立了少年先锋队组织。8月17日，谢子长等率领红三团和陕北游击队在安定县全歼国民党军1个连；22日在绥德县张家圪台歼井岳秀部队2个排，击溃增援之军1个连；26日在河口镇击溃其1个连。此时，关中地区的革命斗争也迅猛发展。第三路游击队已发展到有宁县三支队、平子四支队、正宁五支队、湫头八支队、龙咀子十六支队和中宜、旬邑、淳化、耀县、照金、渭北、鄜西、建庄、邡县(今陕西彬县)等14个游击队及总指挥部直属特务队，共1000余人。在红军和游击队胜利发展的影响下，先后有耀县民团20余人，泾阳县永乐镇民团60余人，蒋系杨步飞部驻正宁湫头的侦察排40余人，起义参加了红军和游击队。
1934年9月18日，在安定县崖窑沟建立了中国工农红军陕北独立第一团。为支援陕北红军、游击队的斗争，10月初，杨森等率领红四十二师第三团再次转战陕北。10月5日，配合陕北游击队第九支队在清涧县折家坪全歼国民党军1个连；10日，与陕北独立一团在安定县长蛇湾消灭国民党军1个连。接着，两支部队向安定县王家湾挺进，高双城部1个炮兵营闻风而逃。杨森等率部返回南梁。1934年9月、10月间，相继组建了红四十二师第一团、第二团。10月中旬，国民党又调集6个团配合旦八寨民团，分兵6路，三面推进，向陕甘边根据地边沿发动进犯。陕甘边特委和红四十二师党委决定，红军主力部队转战敌后，消灭其一路，打乱国民党军整个进攻部署。在刘志丹的指挥下，红四十二师先后歼灭了旦八寨、新寨、白家屯等民团和吴旗镇一个山寨里的民团，击退了高玉亭营的进攻，袭击了楼房坪的张廷芝部；在第三路游击队配合下，连续打击了湫头、麻子掌、梁家掌、直罗镇、王郎坡的国民党军和民团。10月30日，在赤安游击队的配合下，红四十二师骑兵团在吴堡川歼灭了国民党主力部队张廷芝部70余人，打出了红军的军威。其余各路国民党军闻风纷纷溃退。陕甘边革命武装力量的迅速壮大和连续取得的军事胜利，解放了庆阳、合水、保安、靖边、安塞、甘泉、鄜县、正宁、宁县、旬邑、耀县、淳化、宜君等20多个县的所属地区，使以南梁为中心的陕甘边根据地扩展到东至洛河川，西至元城川，北至宁条梁，南至耀县的广大地区，创建陕甘革命政权的条件已经成熟。
1934年11月1日，中共陕甘边区特委和陕甘边区革命委员会在南梁荔圆堡召开陕甘边区工农兵代表大会，选举产生了陕甘边区工农民主政府（亦称南梁政府）,习仲勋当选为陕甘边区工农民主政府主席。会议选举产生了陕甘边区革命军事委员会和赤卫军总指挥部，刘志丹任军委主席，朱志清任赤卫军总指挥。11月7日陕甘边区工农民主政府成立大会在南梁荔圆堡隆重召开，红军、游击队员、赤卫军以及当地群众3000余人参加了成立大会。陕甘边区工农民主政府的成立，标志着陕甘边革命根据地的发展进入新时期。
陕北革命根据地是在中共陕北特委领导下逐步建立起来的，它的区域包括延长、延川、安定、安塞、清涧、米脂、横山、绥德、佳县、吴堡、神木、府谷、靖边等县大部或一部。
陕北特委，1928年4月于绥德成立，刘志丹、吉国祯、赵伯平、马明方、崔田夫等先后任书记或负责工作。陕北特委先后下辖府谷、神木、佳县、横山、米东、吴堡、绥德、绥靖、清涧、安定、赤源、秀延、延川等13个县委。1935年1月，陕北省苏维埃政府成立，马明方任主席，崔田民、霍维德任副主席。先后领导了包括赤源、秀延、延安等在内的16个县苏维埃政府（革委会）。红二十七军是陕北革命根据地的主要军事力量。
为了粉碎国民党军队的第二次“围剿”，1935年1月21日，刘志丹到水晶沟看望正在养伤的谢子长，就陕北和陕甘边两个根据地党和军队的统一领导及粉碎国民党第二次“围剿”等问题进行了讨论，取得了一致的意见。2月5日，中共陕甘边特委和陕北特委联席会议在赤源县周家崄附近一个小山村刺儿圪塔正式举行。会议决定成立中共西北工委和西北军委，惠子俊任工委书记，刘志丹任军委主席。西北工委和西北军委的成立，标志着陕甘边和陕北两个根据地党的领导和军事指挥的统一，也标志着西北革命根据地的正式形成。
在西北军委和刘志丹的统一指挥下，红二十六军、红二十七军和陕甘边、陕北根据地各游击队及人民群众经过半年多的英勇奋战，粉碎了国民党军的第二次“围剿”，相继解放了安定、延长、延川、安塞、靖边、保安6座县城，把两个苏区连成一片，苏区范围扩大到北起长城，南至淳化、耀县，西接环县，东至黄河的广大地区。形成了面积三万平方公里，人口近百万的巩固的陕甘革命根据地，为党中央和中央红军将长征的落脚点放在西北奠定了的基础。
由于王明“左”倾错误的危害，革命遭受严重损失，白区党组织几乎损失殆尽，革命根据地除陕甘边、陕北根据地外，均未能打破国民党军的“围剿”，红军被迫先后撤出根据地实行战略转移。“东方不亮西方亮”，南方革命根据地虽然先后丧失了，但陕甘边、陕北革命根据地却成燎原之势，在革命斗争中不断得到巩固和发展，为长征途中的党中央和各路红军提供了落脚点。党中央立足陕甘革命根据地后，在此基础上巩固发展为陕甘宁边区，成为党中央领导全国人民进行抗战的出发点。在此后关系中华民族前途命运的10多年间，陕甘宁革命根据地作为党中央领导中国革命的政治中心，开创了中国革命的新局面，最终取得新民主主义革命的彻底胜利，揭开了中国历史的新篇章。以刘志丹、谢子长、高岗、习仲勋为代表的革命先辈，把马克思主义的普遍真理具体运用于本地的革命实践，带领陕甘人民，开展游击战争，创建了陕甘边、陕北革命根据地，在中国革命史上写下了光辉的一页。毛泽东这样评价这块根据地：“陕北是两点，一个是落脚点，一个是出发点”。这是对西北革命根据地历史作用和地位的高度概括。