1934年12月，中央秘书长邓颖超患肺结核辞职，博古任命邓小平为秘书长，于是，邓小平出席了遵义会议。
1935年1月15日，在遵义召开了政治局会议，博古提出总结湘江战败，请周恩来主持会议。张闻天与周恩来主张总结第五次反“围剿”的失败，周恩来在会议上对“六路分兵”作了检讨。博古服从多数，同意议题改为总结第五次反“围剿”，并同意毛泽东的提议，改为政治局扩大会议，让部队主要军事干部参加。16日与17日，博古亲自主持会议，说：“今天请军队的领导同志参加政治局扩大会议，是中央想直接听听大家对第五次反‘围剿’和战略大转移方面，中央军事领导上犯了哪些错误，对三人军事领导小组有什么意见。”接着，周恩来作了《关于反对敌人五次“围剿”的总结》的讲话。之后，毛泽东与张闻天对五次反“围剿”进行了尖锐的批评，几位军事领导人对毛、张的发言作补充。王稼祥作简单而尖锐的插言与发言，而彭德怀则“沉默不语”。凯丰的发言与大家不同，他说五次反“围剿”失败博古有错，但全国革命根据地扩大了，红军发展了，博古是执行共产国际路线的，不能说他政治路线也错了。17日的会议，博古与大家同意张闻天起草的会议决定：增选毛泽东为政治局常委，取消博古、李德和周恩来的军事领导三人小组，由朱德总司令与周恩来政委为军事指挥者，周恩来为军事指挥最后下决心的负责人等。会议没有让李德发言。
2月5日，在云南省威信县水田寨花房子村，周恩来找博古说，中国革命要打倒蒋介石必须由毛泽东领导，蒋介石文武双全，知识面广，又有政治手段，我们必须要找个比他强的人领导。我考虑了很久，这个人是毛泽东。现在我们商量由张闻天接替你当总书记，也是过渡的。
博古重视民主、和谐与民主集中制，考虑周恩来说得有理，就立即交出党中央委员会、中央政治局书记和中央书记的三枚印章，说明天把文件担子放到张闻天处。博古仍任中央常委与军委委员，与张、周、毛共同领导长征。他交代完了，最后提出要他与王明约定的联络员潘汉年去向共产国际报告，争取共产国际批准。因为如果共产国际不批准，这样交权是不算数的。遵义会议是革命从失败到胜利的转折，遵义会议后博古不记个人得失，顾全大局，注意维护毛泽东的威信与党的团结，先后赞同毛泽东帮助周恩来最后下决心，反对林彪撤换毛泽东领导军事的意见，同意毛泽东、周恩来与王稼祥为新的军事领导三人组，又同意毛泽东任军委主席，周恩来与彭德怀任副主席，逐步把毛泽东扶起来。1935年6月16日，红一、四方面军在懋功会师后，张国焘与陈昌浩分别来找博古，了解遵义会议情况，说遵义会议的决定不合法，四方面军不同意。
博古是共产国际批准的合法总书记，张国焘是建党元老、第一次党代会十二个代表之一，中央政治局委员，红四方面军总负责人，领军8万人，多过中央红军数倍。如果他俩站在一起，又有其他支持者，形势又会怎样？可想而知。但是，28岁的博古是非分明，他的心里只有党的利益，坚决维护党的团结统一。为此，毛泽东向周恩来说：“博古是一个很有原则、很有组织观念的人。”
遵义会议后，关于长征路线八次改变落脚点与进行战争，博古与张闻天、毛泽东、周恩来的意见都一致。1935年10月19日，红军抵达陕北吴起镇，27日常委分工，毛泽东说，1934年秦邦宪叫我当中华苏维埃主席，这次我提议他任中华苏维埃西北办事处主席，这叫礼尚往来。周恩来拍手赞同。
在此期间，博古在十分困难情况下，在稳定社会，提高陕北根据地经济，为纠正刘志丹等人的冤假错案等方面做了大量工作。特别是他以常委身份，领导董必武、张云逸、李维汉、王首道、郭洪涛五人小组，处理刘志丹、高岗、习仲勋、马文瑞等100多位领导干部的冤案，对稳定陕北根据地的形势起了决定性作用。
1936年“双十二”，张学良对蒋介石进行兵谏。中央先派周恩来去了解情况，后派博古带中央的意见去西安。事变和平解决后，博古在中央政治局会议上作了《西安事变的经过与结束的报告》。
1937年9月，博古以中共中央书记处代表身份被派住南京做中共代表，与蒋介石谈判。几经曲折，蒋在庐山发表了《对中国共产党宣言的谈话》，抗日统一战线从此形成。博古在南京重建与恢复上海、南京、江苏、浙江等13个省市的党委和工委，发展党员近7万，还营救被国民党关押的陶铸、王鹤寿、钱瑛等1000多名党员出狱。向南方18个革命根据地传达国共合作抗日的新形势，指示他们在山区集结，占据有利阵地，遇敌袭击坚决反击，与国民党谈判改编绝不允许其派人来，这样，除个别根据地有些损失，博古还与国民党谈判组建新四军与出版《新华日报》等重大事项，做了大量工作。
1938年在武汉市中共中央长江局工作时，博古与周恩来签署发表了《对保卫大武汉》的意见，强调打阵地战，与敌人拼消耗，是错误的。博古在1943年9月《我要说明的十个问题》中指出：“前后两个时期路线是错误的，错误造成的恶果，是不可胜计的，我个人在上面负着重大责任的，尤其是内战时期。”他说的前后两个时期的路线错误，后者指的是武汉，但是，在武汉博古还做了许多有益的工作，发表过许多正确的意见。1938年10月17日至18日，他在《新华日报》发表的《论抗日民族统一战线的发展困难与前途》的文章中指出：“一个不起领导作用的政党则没有理由存在下去。”
1939—1940年，博古任中央南方局常委、组织部长。1939年８月，周恩来、博古参加了在延安召开的中共中央政治局会议。周恩来在会上作了长篇发言，他运用大量历史资料，对抗战两年国内外局势作了分析。8月18日、19日博古作了南方党的工作的报告，汇报了抗战两年来南方农业、工业、金融、交通、贸易等各方面情况，分析了阶级力量的变化，国民党反共政策的变化，南方局的对策，广东等１３个省市党员人数，党员构成，组织发展工运、学运、军事斗争等情况，以及存在的问题。
毛泽东对周恩来与博古的报告充分肯定，并对南方局工作给以很高评价。他从统一战线、组织发展、战争动员、工农运动、帮助八路军、新四军与边区等六个方面肯定了南方局工作的成绩，也指出了工作中还存在的弱点。
1939年8月底，周恩来骑马摔伤，9月赴苏联治疗臂伤年余，博古任南方局代理书记，领导南方九省以及港澳和海外党组织并八路军、新四军与《新华日报》驻各地机构，工作卓有成绩，毛泽东称赞“干得好”。