蒋介石不顾严重的民族危机，坚持“攘外必先安内”的方针，从1931年5月开始积极筹划和准备第五次大“围剿”。南京政府撤销了赣粤闽辖区“剿匪”司令部，在南昌成立了军事委员会委员长南昌行营，负责指挥对中央苏区的第五次大“围剿”。
蒋介石制定了第五次大“围剿”的指导方针：以歼灭赣南匪军主力及流窜于闽西、鄂南、赣西北、浙赣闽边区匪军为目的，区分为北路、西路、南路军及浙赣闽边区。以北路军为进剿之主力，其具体部署如下：北路军总司令顾祝同。前敌总指挥蒋鼎文，指挥第一路军（由顾祝同兼任总指挥），下辖4个师又2个旅；蒋鼎文第二路军，下辖6个师；陈诚第三路军，下辖18个师又1个旅，担任此次“围剿”的主力军，依托碉堡向广昌方向，寻找红军主力决战。
南路军总司令陈济棠，指挥11个师，阻止中央红军向南发展，并配合北路军向广昌进攻。西路军总司令何键，指挥9个师又3个旅，负责“围剿”湘赣和湘赣鄂两苏区，并阻止中央红军向西发展。国民党军进攻中央苏区的总兵力达到50万人。1933年9月下旬，国民党军开始对中央苏区发起第五次大“围剿”。
当时的中央苏区已经连续四次粉碎了国民党的“围剿”，扩大了根据地，壮大了红军力量，中央红军已增加到10万人，同时积累了许多宝贵的反“围剿”经验。但当时的中共临时中央推行王明的“左”倾冒险主义，提出了“御敌于国门之外”、“不让敌人蹂躏一寸土地”的错误方针，由共产国际派来的军事顾问李德实际上掌握了中革军委的领导权，实行军事教条主义的错误指挥。
9月25日，国民党军北路军3个师由南城、硝石向黎川发动进攻，并于28日占领黎川，揭开了第五次大“围剿”的序幕。中革军委仓促命令当时正在外线作战的红三军团，由福建将乐、顺昌地区北上迎敌，恢复黎川。10月7日，红三军团在洵口与敌军发生遭遇战，消灭敌赵观涛第六师1个旅，俘虏旅长葛钟山；随后奉命进攻黎川以北之硝石。
硝石处于国民党军黎川、南丰、南城三个据点之间，有重兵把守。9日至13日，红军连攻不克，伤亡1000多人，被迫撤出战斗。10月中旬，国民党军第三路军为了确保黎川并维护硝石与黎川之间的交通，调集7个师的兵力进驻硝、黎之间的资溪桥地区。22日，红军对资溪桥发起攻击，连攻4天，未能奏效，各部队均遭受相当伤亡。
11月17日，陈诚调动5个师的兵力，向驻守大雄关、云盖山阵地的红一军团发起猛烈进攻，红军顽强作战，但终因伤亡过大，被迫放弃阵地，向苏区转移。12月15日，红三军团在闽赣边界德胜关与敌军激战，双方都遭受重大伤亡，红军退守建宁苏区。经过两个多月的苦战，红军辗转于敌军主力和堡垒之间，完全陷于被动境地，只得停止进攻，撤回苏区，转入防御作战。
在苏区周围，国民党军建立起大量的碉堡和封锁线。以王明为首的中共临时中央由军事冒险主义转变为军事保守主义，从1933年12月中旬起，转而采取消极防御的战略方针，要求红军进行阵地防御，“以碉堡对碉堡”，处处设防，节节彷徨，企图以此“迟滞敌人的进攻，削弱其力量”。红一方面军总部进驻建宁，红一、五军团防守南丰西北，红三、七军团防守黎川东南的铜埠、泰宁、建宁、广昌一线。
正在此时，驻福建的国民党第十九路军发动福建事变，宣布反蒋抗日。蒋介石被迫从“围剿”苏区的部队中抽调9个师，去福建“讨伐”第十九路军。此时毛泽东提出红军主力乘此机会，“应该突进到以浙江为中心的苏浙皖赣地区去，将战略防御转变为战略进攻”，但临时中央拒不采纳，使红军丧失了粉碎敌人第五次“围剿”的有利时机。
1934年1月下旬，蒋介石在镇压第十九路军之后，将进入福建的部队组成东路军，以蒋鼎文为总司令，协同其北路军、南路军、西路军，以东西南北四面合围的态势，重新开始进攻中央苏区。从1月下旬至3月下旬，红军在北线和东线进行了一系列艰苦的阵地防御战。在北线，红军为了阻止陈诚第三路军向建宁推进，分别在黎川以南横村，在建宁以北之邱家隘，在鸡公山、南丰西南等地进行了阵地反击战。在东线，为了阻止蒋光鼐东路军的进攻，红军在沙县、将乐、泰宁一线进行了阵地防御战。在上述战斗中，红军均遭受了重大损失，但仍未能阻止国民党军向中央苏区的推进。
4月上旬，北线陈诚第三路军集中11个师向苏区重镇广昌发起进攻，企图打开中央苏区的北大门。中共临时中央不顾红军的实际情况，调集红一、三、五、九军团9个师的兵力死守广昌，在广昌及其以北与敌人死拼硬打。广昌保卫战历时18天，最后以失利而告终。红军伤亡5500余人，占参战部队的五分之一，是红军有史以来损失最大的一次战役。4月下旬，红军又进行了建宁保卫战，经20多天奋战，5月16日，国民党军占领建宁。
占领广昌后，国民党军调整部署，分兵6路向中央苏区的中心区域逼近。7月上旬，各路国民党军发起全面进攻。此时，中共临时中央不是采取措施保存红军的有生力量，而是提出了“六路分兵”、“全线防御”的错误方针，要求红军继续采取消极防御，同敌人拼实力拼消耗。以红三军团防御进攻兴国之敌，红五军团抵御进攻宁都之敌，红一、红九军团阻止进攻长汀之敌。
从8月初开始，红军在宁都、石城以北的大寨脑、高虎脑、万年亭、驿前和建宁东南的邱家堡、洛阳堡、新桥等地，与进攻的国民党军展开了旷日持久的激烈攻防战。其中以高虎脑、万年亭战斗最为激烈。红军在当地修筑了5道防御阵地，击退了敌军多次集团冲锋，但红军也伤亡2300余人，红五师师长李天佑身负重伤。战至28日，红军不得不放弃驿前以北全部阵地。
9月下旬至10月初，国民党军继续向中央苏区腹地推进。此时中央苏区日益缩小，仅存瑞金、会昌、雩都、兴国、宁都、石城、长汀等县狭小地区，中央红军也由10万人减至8万人。中共临时中央遂仓促决定放弃中央苏区，命令红一、三、五、八、九军团立即向瑞金、雩都、会昌地区集中。10月10日，中央红军主力8.6万人从瑞金出发，向湘西实行战略转移，进行长征。项英、陈毅领导地方红军1.7万余人，留在中央苏区坚持斗争。至此，第五次反“围剿”宣告失利。11月10日，国民党军占领中央苏区首府瑞金。同日，南京政府宣布第五次“围剿”结束。