之后，彭绍辉又出任红二方面军第六军团参谋长。他又以坚强的毅力和比常人付出更多的代价，协同军团长陈伯钧指挥部队第三次爬越雪山，跋涉草地。在历时24个月，长途跋涉数万公里的漫漫征程中，彭绍辉经历了三个方面军长征的浴血奋战和艰难困苦，亲历了红军三大主力的胜利会师，见证了红军长征胜利的辉煌，成为先后参加了红一、红四、红二方面军长征的两位开国上将之一，另一位是陈伯钧。
在抗日战争时期和解放战争时期，彭绍辉一直战斗、生活在以红二方面军为骨干组成的八路军第一二〇师部队及以后发展壮大的西北野战军部队，长期活跃在晋西北和晋西南战场，他的职务从八路军第一二〇师教导团团长，到晋绥独立第二旅旅长、抗大第七分校校长，再到吕梁军区司令员、西北野战军第七纵队司令员、第一野战军第七军军长，直至新中国成立之初的西北军区副司令员兼参谋长，可谓是西北野战军的虎将之一。
