1937年2月27日，刘伯承担任了援西军司令员，而这个“西”，指的就是主要由红四方面军组成的西路军。援西军以四军、三十一军、三十二军、二十八军和骑兵团组成。其中，红四军、红三十一军也是红四方面军的队伍。
1937年3月5日，刘伯承率援西军从陕西淳化、三原地区出发，日夜兼程向西挺进。3月10日左右，部队经肖金镇、电字镇到达甘肃东部的镇原县。3月13日，刘伯承突然接到了一份党中央的电报。他一看电报内容，不敢耽搁，立即下了两道命令：一是“停止前进”，二是“团以上领导集合”。
在团以上领导的会议上，刘伯承手持电报稿，强忍悲痛地传达并通报有关情况：“……红四方面军总部率二点一万人，从甘肃靖远县虎豹口西渡黄河，击溃了马步青骑兵第五师马禄旅的河防部队，节节向前推进……西路军将士英勇进击，连克古浪、永昌、山丹、临泽等城镇，到1937年1月，已打到高台县境。但孤军远征，消耗难以补充，又正逢冬季，给养、被装更为困难，一路上损失颇大……西路军将士浴血奋战，给敌以重大杀伤，然而自己也损失隆重。1937年1月底，全军仅剩八九千人，退守到祁连山区掖县倪家营子……部队连续苦战，终因弹尽粮绝，于3月中旬失败。第五军军长董振堂，政委杨克明，第九军军长孙玉清，政委陈海松，方面军供给部部长郑义斋等高级干部均壮烈牺牲……”
刘伯承边读边落泪。围坐在四周的近百名团以上军官先是目瞪口呆，紧接着都嚎啕大哭，悲声四起。
西路军是我军历史的一道伤痕。1936年10月，红四方面军第五、第九、第三十军及红四方面军总部，奉中共中央命令西渡黄河，执行宁夏战役计划，寻求打通接受苏联援助的国际联络线。后因时局变化，宁夏战役计划被迫终止，过河部队改称西路军，转战河西走廊，经过近半年浴血奋战，终因寡不敌众，兵败祁连。西路军最终经过血战高台、倪家营等地，在没有救兵、没有供给，弹尽粮绝的情况下，导致西路军全军覆亡。西路军战死者7000多人，被俘12000多人。被俘后惨遭杀害者6000多人……
根据党中央关于“援西军全部在镇原、青石嘴线停止待命，加紧训练”的指示，援西军中止西进，驻扎在西峰、镇原、固原地域，负责营救和收容西路军失散人员，开展地方工作。当时他们在面向祁连山的条条道路上开设了三个招待所，数十个收容站，插上了千百个路标，全力呼唤那些衣衫褴褛、九死一生的英雄们。几乎每天，收容站都能接到回来的人。他们有的扮做乞丐、羊倌，有的化装成游医或者算命先生从山路上，荒原上，沙漠上各个方向回来。每个战士都蓬头垢面、形容枯瘦……
刘伯承及其麾下的援西军，先后接到归来的西路军将士约有2000多人，他们都得到了援西军政治部的热情接待。这些回来的将士中，除了后来成为开国元帅的徐向前以外，还有李聚奎、秦基伟、徐立清、方强、徐太先、黄子坤、肖永银、陈明义等大批西路军指战员，这些人后来都再次成了叱咤风云、统兵有方的沙场英雄。
