第二天，劉誌丹和王世泰、汪鋒等人率領部從高陵渡過渭河，在杜衡的錯誤決定下，紅26軍終於南下。到了三原武字區，當我軍進到藍田時，結果在藍田張家坪被敵軍5000餘重兵重重包圍。麵對數倍於紅軍的敵軍，紅2團隻有奮起反擊，最後因敵眾我寡，彈盡糧絕，麵臨全軍覆沒的境地。杜衡以向省委彙報工作為借口，借故溜回了西安。不久，杜衡這個膽小鬼就被捕投敵，當了叛徒。
杜衡走後，由汪鋒擔任政委，劉誌丹任參謀長。6月25日，劉誌丹、王世泰、汪鋒等人隻好率領部隊和敵軍決一死戰，在一天當中連續經曆了5次戰鬥，終於衝破了國民黨陝西警備第三旅的圍追堵截，長途行軍百餘裏到達藍田流峪口，稍事休整。
1933年7月中旬，紅2團又與尾隨而來的國民黨陝西警備第三旅，還有當地的地方民團在藍田張家坪激戰竟日，傷亡慘重。這時，劉誌丹就同其他領導人商議，為了保存革命實力，決定丟掉輜重，分路突圍，在秦嶺山中與敵周旋，找準時機，返回照金。劉誌丹的意見得到了大家的一致擁護，於是就兵分三路，由劉誌丹、曹士榮率一路，汪鋒、楊琪率一路，王世泰、吳岱峰率一路，分頭出擊，在秦嶺的深山老林中同敵軍苦戰了兩個多月。由於遠離根據地，沒有群眾的支持，糧食和武器都得不到補給，加上又是孤軍作戰，最後終於彈盡糧絕，紅2團全軍覆沒，對革命事業造成了極為痛心的損失。
部隊被打散後，劉誌丹帶領十幾個戰士衝出重圍，又被搜山的敵軍圍困在深山老林裏，他們隻有靠采集野果充饑。當時正值陝北的盛夏，是一個多雨的季節，這給他們在深山生存帶來了極大的困難。這時，敵軍又用重金懸賞的辦法，在各地通緝劉誌丹，經常派兵搜山，使劉誌丹和戰士們的處境十分困難，隨時都有落入敵人之手的危險。
但是，即使是在這樣的困境之中，劉誌丹的革命意誌也沒有動搖。他經常親切地和戰士們談心，鼓舞士氣。他常對戰士們說：“月亮都有時圓、有時缺呀，革命哪能一帆風順！一時一地的失敗，算得了什麼？失敗了再幹呀！咱們道理正，窮苦人都站在咱們這邊！”
有一天晚上下著大雨，劉誌丹就和戰士們擠在一個山洞裏避雨。山洪衝刷著泥沙，山洞隨時有坍塌的危險，劉誌丹和戰士們幾乎是泡在水中，等待著雨停下來。這時，劉誌丹還沒有忘記鼓勵身邊的戰士。他對大家說：“大夥不要愁眉苦臉的，天不能老是陰雨，總有個放晴的時候！”
果然到了後半夜，不但大雨停了，連月亮也出來了，透過高高的樹梢，還能看到秦嶺的峰巒上空，有雲在飄動。同誌們的情緒一下子都高漲起來了，都說劉誌丹真是神機妙算，說要天晴果然天就晴了。於是就有人建議說：“參謀長，敵人肯定回家躲雨去了，我們趕快突圍吧！”
劉誌丹一聽，覺得很有道理，他也想趁著大夥兒有了精神，現在就突出重圍，老是被敵人困在這深山老林也不是辦法。為了穩妥，劉誌丹就派出兩個戰士到附近去偵察。不一會兒，偵察的戰士回來了，向劉誌丹報告，周圍沒有發現敵人的崗哨，劉誌丹就帶領大家悄悄地向山下移動。
天亮的時候，他們終於來到了山腳下。這時，山下哨卡上的敵人也醒過來了，又打著燈籠火把開始搜山。劉誌丹一見，知道強闖過去肯定是不行，又隻好帶著戰士們往山裏撤。哪知就在這時，一個負傷的戰士不小心摔了跤，接著又“哎呀”一聲滾到山下去了。敵人發現了動靜，頓時槍聲大作，瘋狂地追了上來。劉誌丹就和戰士們一邊還擊，一邊往山裏撤。結果身邊十幾個戰士被打得死的死，傷的傷，最後都打散了。劉誌丹死裏逃生，終於一個人衝了出來，隱蔽在深山裏，晝伏夜出，又在深山裏躲藏了好幾天。