1937年4月18日，陈云和滕代远突然接到了一份来自中央的急电：
西路军情况万分紧张，他们东进西进都成不可能，有被消灭危险……你们应急速前进，立即按照原计划，到新疆解救西路军……去赶上到星星峡的队伍，以便回转国内……
滕代远收到这份电报后，深感事态严重，他后来回忆说：“接到指示后，我和陈云同志一同昼夜兼程向荻花进发。盛世才派了一个顾问，给了一辆汽车，给我们每人一件牛皮大衣穿在外面，羊皮大衣穿在里面，共六个人一同到了迪化。”
1936年10月，红军三大主力胜利会师。不久后，四方面军3个军及总部奉中央命令西渡黄河，这支部队就是后来著名的西路军。
西路军在甘肃河西走廊一带活动，和河东的红军主力完全隔断，期间他们虽然粉碎了马家军等部的围追堵截，但终因寡不敌众，人数从最初的2万多人锐减到了2000多人。
中央对西路军的情况十分担忧。36年11月底，驻共产国际代表团团长王明通知陈云：中央发来紧急电报，指示我们设法从新疆接济他们。我们决定组织一个代表前往新疆，负责接送武器和人员的任务，你为团长，滕代远为副团长。
36年12月8日，陈云滕代远一行5人离开了莫斯科，他们换上苏军的服装，秘密来到了苏联边境，等待进入新疆。
在这不久之后，国内就发生了西安事变，但这并没有扭转西路军的状况，到37年3月，西路军已经到了无法坚持的地步。14日，西路军在石窝山召开会议，决定将剩余部队分成三部：即李先念、程世才领导的左支队；王树声、朱良才领导的右支队；以及一支在就地坚持游击的部队。
散会后，李先念、程世才领导的左支队立即向西行动（新疆、蒙古西部方向），王树声、朱良才领导的右支队则向东行动（延安方向）。
9天之后，当左支队来到塔石村的时候，负责无线电的宋侃夫等同志通过手摇发报机试图联系中央，幸运的是，电报立刻就得到了回应。他们立即询问，是应该去新疆还是去蒙古，中央回电：团结一致，保存力量……设防去新疆，我们将派陈云和滕代远去迎接。
这封简短的电报宛如暗夜中的烛火，让他们看到了生的希望，有了前进的方向。
正是在这个背景下，4月18日，陈云和滕代远接到了来自中央的急电：西路军情况万分紧张，他们东进西进都成不可能，有被消灭危险……你们应急速前进，立即按照原计划，到新疆解救西路军……去赶上到星星峡的队伍，以便回转国内……
收到中央的明确指示后，李先念等人随即率部向新疆挺进。4月24日，他们率部攻打安西县城，于敌人激战一夜后撤退，又经历了被敌人骑兵追击的情况。26日，他们终于成功突围，此时左路军还有420余人。
饥寒交迫的战士们在夜里沿着电线杆一路向西，经过艰难的跋涉，他们最终于月底抵达了中央指定的位置——新疆星星峡！
与此同时，陈云和滕代远也带着盛世才手下的一个营，乘坐40多辆满载服装、食物、药品的汽车，向星星峡前进。途中他们也遇到当地军阀的阻拦，但经过战斗，他们成功地扫清了障碍，如期抵达了星星峡。
据曾任西路军总部情报科长的吕黎平回忆：“我们刚到村口，就看到两个穿着便服的人走了过来，仔细一看，是陈云同志和滕代远同志。大家像虎口余生的孩子回到母亲的怀抱一样，一齐拥上去和他们握手，一时间百感交集，热泪盈眶，呜咽着说不出话来……”
这仅剩的400多人中，军师一级的干部就有10多位，团营连干部有70多位，班排一级的更多，战士们大都也都是三年以上军龄的老兵，除此之外，还有无线电人员，医生等专业技术人才，可以说是西路军最后的精华了。
陈云、滕代远和他们握手拥抱，嘴里不停地说着：“你们都受苦了，大家都受苦了。”
这一天，正是五一劳动节，陈云同志向大家发表讲话：“革命从来不是一帆风顺的，有胜利也有失败，但最终是会胜利的。你们现在几十几百人，将来可以扩充到几千几万人，我保证会有这一天……”
陈云的话让大家热泪盈眶，感到了极大的慰籍和信心。
当时李天焕将军也是这支西路军余部中的一员（原红30军政治部主任），多年之后，他对陈云同志的这段讲话依旧印象深刻，他说：“陈云同志讲话结束后，我们卸下了车上的东西，每人一套陈毅，一个碗，一双筷子，还有大批的哈密瓜。”
最重要的是武器，战士们就地补充了200多支步枪，20多万发子弹和2挺清机器，以及每人新疆币一万元。陈云知道大家的身体非常虚弱，要求说：“这几天只有两个任务，一个是好好吃饭，一个是好好睡觉，有什么话什么事以后再说。”
在经过几天的休整后，这支部队坐车秘密前往迪化，番号从左支队改编为总支队。这段时间，部队依旧没有任务，主要就是恢复健康。当时盛世才每天都让人送来七八只肥羊，以及若干大米白面，每个人每天有150元的菜金，每个月有5000元的零用钱。
在这段时间，陈云和滕代远商量后决定：在迪化不讨论西路军失败的原因，主要是向大家讲授党的最新政策。当时陈云和滕代远每个周都要给大家做几次政治报告，平时还会教大家读书认字。
之后，中央又来电，要求这批战士在新疆学习飞机、坦克、火炮、无线电等方面的知识，还有人学情报、维修、军医或者兽医，所以，这400多名战士在后来成了我军较早的一批装甲、炮兵、航空兵、汽车兵、通讯兵人才，在后来的日子里发挥了相当重要的作用。
陈云同志在担任了一段时间的中央驻新疆代表后，奉命返回延安，接替博古担任中组部部长。滕代远同志接替了陈云的岗位一段时间，之后也奉命返回延安，担任中央军委参谋长一职。
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