1936年春夏，湘西的红二、六军团也进行了长征，刘复初为配合军团，不得不再次采取了自杀式进攻，分头牵制敌人，以使二、六军团得以北上。

刚刚恢复起来的游击纵队虽然很宝贵，但相比二、六军团全军，仍然处于次要地位，为了大局，不得不作出牺牲。

四川军阀震惊于游击队扩展规模之快，在二、六军团离开四川后，再次集中力量对游击队进行了围剿。

战至1937年1月，游击纵队几乎全军覆没，只剩一些残余人员分头转入地下党。

部队陷入绝境之时，刘复初也正在重病之中，行动不便，不幸被捕。

刘复初在由云南押解入川途中病情恶化，敌人只得把他关押在泸州监狱刑事犯牢中。敌人企图从他口中获得红军游击队的信息，进而搞垮纵队和云贵川三支游击队。敌人把刘复初抬出牢房，先以摆龙门阵的方式劝刘复初不要再冒险，称他年轻有为会被重用，有享不尽的荣华富贵。刘复初说：“欺压百姓，做贪官污吏，是可耻的！”敌人派特务伪装“难友”照顾刘复初的生活，劝刘复初放弃革命，刘复初严词拒绝。高官厚禄引诱不成，敌人便施严刑。面对酷刑拷打，刘复初大义凛然，毫不屈服。

1937年冬，在武汉八路军办事处，出生入死、险离虎口的纵队女红军李桂红含泪向邓颖超汇报纵队斗争情况后，邓颖超沉默良久，说出这样一句话：“这是长征付出的代价啊……烈士精神不朽。”

周恩来得知刘复初仍然活着的消息，立即向国民党提出交涉，要他们速速放人。