随后，张闻天作反报告。反报告击中了"左"倾冒险主义者的要害，既讲原则又有策略地为遵义会议定了基调。
三个报告完毕，第一个发言的是毛泽东，在一个多小时的发言中，毛泽东首先表态不同意博古的报告，接着又具体分析了敌人的一、二、三、四次进攻时，红军为什么能够取胜，而在敌人的第五次进攻时红军为什么会失利的原因。
毛泽东还批评了李德的错误指挥，只知道纸上谈兵，不考虑战士要走路，要吃饭，也要睡觉，也不问走的是山地、平原还是河道，只知道在战略图上用笔一划，限定时间打，当然不好，这实际上是一种瞎指挥。
朱德发言说，如果再继续这样的领导，我们就不能再跟着走下去。
随后，周恩来在发言中明确支持毛泽东等人的正确意见，他倡议毛泽东进入党中央领导核心来工作，重新指挥红军。这一倡议得到了与会多数同志的拥护。
会后陈云在传达提纲中说："扩大会中恩来同志及其他同志完全同意洛甫及毛王的提纲和意见，博古同志没有完全彻底的承认自己的错误，凯丰同志不同意毛、张、王的意见。"
毛泽东在60年代初曾多次讲到凯丰当时用反批评的方式来维护博古、李德。他说："遵义会议时，凯丰说我打仗的方法不高明，是照着两本书去打的，一本是《三国演义》，另一本是《孙子兵法》。其实，打仗的事，怎么照书本去打？那时，这两本书，我只看过一本--《三国演义》。另一本《孙子兵法》，当时我并没有看过。那个同志硬说我看过。我问他《孙子兵法》共有几篇？第一篇的题目叫什么？他答不上来。其实他也没有看过。从那以后，倒是逼使我翻了翻《孙子兵法》。"
会议采纳刘伯承、聂荣臻的建议，决定红军准备北渡长江，在成都西南或西北建立根据地。
经过3天热烈讨论，形成遵义会议决议:（1）毛泽东同志选为常委。（2）指定洛甫同志起草决议，委托常委审查后，发到支部中去讨论。（3）常委中再实行适当的分工。（4）取消三人团，仍由最高军事首长朱德为军事指挥者，而周恩来同志是党内委托的对于指挥军事上下最后决心的负责者。
遵义会议完毕后，中常委即分工，以"泽东同志为恩来同志的军事指挥上的帮助者"。遵义会议从实际上纠正了王明为代表的单纯防御军事路线在中央的统治，取消了这个错误路线的执行者博古、李德在党和红军中的绝对指挥权，事实上确立了毛泽东军事路线的领导地位。这次会议实际上也改变了共产国际制定、王明等代表贯彻的"左"倾政治路线，开始确立了毛泽东为代表的，将马列主义基本原理和中国革命具体实际相结合的新民主主义政治路线对党中央的领导。
遵义会议为什么会开得那么成功?主要是充分发扬了党内民主，正确开展了党内斗争，正如邓小平同志所说:"从遵义会议开始，党的民主集中制原则得到了正确贯彻。"
遵义会议精神的落实
遵义会议期间，蒋介石对红军的围追堵截又作了新的部署，调集40万兵力，企图将中央红军围歼于乌江西北地区。红军周围的局势变得更加严峻了。
在这种情况下，中革军委决定，部队从1月19日开始逐次向北转移，在川黔交界处的赤水、土城地区集中。
红军分三路在27日全部推进到赤水河以东地区。毛泽东在向土城镇行军途中，同朱德、周恩来、刘伯承等商议，认为道路两边是山谷地带，如果追兵孤军深入，红军可以在土城以东的青杠坡利用有利地形，集中优势兵力，围歼川军郭勋祺师。
这场战斗是由毛泽东提议而经红军总部决定的，以红三、五军团为作战主力。它在28日凌晨打响，川军遭到重大打击，红军也付出不少代价。经过连续几个小时激战，没有取得较大战果。后来从抓获俘虏的番号中发现，原来的情报有误，敌军不是4个团6000多人，而是6个团1万多人，对川军的战斗力也估计不足。
当晚，毛泽东提议召集中央政治局几个领导人开会。会议根据各路国民党军队正奔集而来进行围堵的新情况，判明原定在这里北渡长江的计划已不能实现，决定迅速撤出战斗，渡赤水河西进。这次战斗打得并不好。博古那时曾说：看起来，狭隘经验论者指挥也不成。
1月29日，红军一渡赤水，进入川南古蔺、叙永地区。这时，川军潘文华部36个团已部署在长江南岸的赤水、古蔺、叙永一带，防止红军从这里北渡长江。毛泽东和军委领导人认为在这种情况下，不应恋战，立刻指挥各军团避实就虚，摆脱川军，进入云南省威信县扎西地区。
1935年2月5日，中央红军向云南扎西行进的路途中，中央政治局在川、滇、黔三省交界一个叫"鸡鸣三省"的地方召开会议，根据毛泽东的提议，决定由张闻天代替博古，在中央负总的责任。这次会议实际上是以毛泽东为核心的党中央召开的第一次重要会议。杨尚昆在《坚持真理，竭忠尽职》一文里写道:"他（张闻天）的任职保证了毛泽东同志的军事指挥，在实际上确立了毛泽东同志在全党、全军的领导地位。"周恩来分别找张闻天、博古谈话。博古很爽快地把由挑夫挑着的装有中央档案的木箱交出来。这次会议才真正解决了组织问题。
2月8日，中央军委纵队进驻扎西镇。在这里，召开了中央政治局扩大会议。会议决定将遵义会议精神向红一方面军传达。毛泽东在会上总结了土城战斗失利的三条教训，提出回师东进、再渡赤水，重占遵义的主张。他的理由是：应该利用敌人错觉，寻找有利战机，集中优势兵力，发扬红军运动战的特长，主动地消灭敌人。为此必须整编部队，实行轻装，精简机构，充实连队。
此后，川军、滇军、黔军又向扎西集结。红军又在太平渡这个地方二渡赤水。二渡赤水后，红军在娄山关打了一个胜仗，随即二占遵义。这时，林彪、聂荣臻提供一个情报，说在贵州金沙县（当时叫打鼓新场）只有黔军一个旅，我们可以将它歼灭，打一个胜仗。
3月10日，中央政治局在苟坝召开扩大会议，讨论进攻打鼓新场(今金沙)的建议，与会多数都主张打，只有毛泽东主张不能打固守之敌，不能啃硬的，应在运动中消灭敌人。会议争执不下，毛泽东以辞去前敌总指挥职务力争。他说，根据他的分析，北边有川军，西边有滇军，容易形成合围，红军会腹背受敌。最后表决结果还是要打。毛说，要打，他就辞去前敌委员会书记的职务。据说，王稼祥在会上批评毛泽东：你这是什么态度？毛泽东回去后与贺子珍又吵了一架。贺子珍劝毛泽东不能这样，有意见还是要好好讲。半夜，毛泽东提着马灯，找到周恩来，解释这个仗不能打的道理。正在这个时候，周恩来又得到一个情报，说川、滇军正在向打鼓新场集结。周恩来就召开政治局会议，改变了攻打打鼓新场的计划。
随后毛泽东以作战情况瞬息万变，指挥需要集中为由，提议成立三人团全权指挥军事。中央决定由周恩来、毛泽东、王稼祥组成新的"三人团"，负责指挥红军的行动。三人军事小组全权指挥军事，在当时是全党全军最重要的领导机构。毛泽东同志进入三人军事指挥小组，表明开始真正取得了军事领导权，其新的中央的领导地位在全党得到了进一步巩固。
关于遵义会议确立毛泽东领导地位问题的争论
遵义会议的重大意义之一，是确立了毛泽东在全党的领导地位。对此，长期以来没有异议。但是，随着遵义会议的档案在20世纪80年代公布以后，很多人看到毛泽东在遵义会议上只是被选为中央政治局常委，并不是党的主要负责人，会后确定的党的负责人是张闻天；他也不是军事上的最高负责人，在军事上仍然由周恩来负责，后来新成立的"三人团"也是以周恩来为团长。由此，对遵义会议确立毛泽东领导地位的说法，一些人提出了质疑。这也成为长征研究的一个难点和热点。
目前来说，对这个问题，学术界有三种观点：第一种是遵义会议没有确立毛泽东在全党的领导地位；第二种是遵义会议实际上确立了毛泽东在全党的领导地位；第三种是遵义会议确立了毛泽东在全党的领导地位。
第一种观点的主要理由是：遵义会议后一段时间，党内由张闻天负总责，军事由周恩来负责，毛泽东既未担任党中央主要领导职务，也未起主要领导人的作用。毛泽东在全党领导地位的确立，经历了一个过程，始于遵义会议，经过中共六届六中全会，完成于1943年中央政治局会议毛泽东任政治局和书记处主席。
第二种观点肯定了毛泽东从遵义会议已开始在中央起主要领导作用，但又从张闻天在遵义会议后负党中央总的责任出发，认为是实际上确立了毛泽东在全党的领导地位，同时也认为毛泽东在全党的领导地位经过一个由初步确立、巩固到最后完成的过程。上述两种，共同的地方是比较看重毛泽东当时没有担任中央最高领导职务。
第三种观点的主要理由是：在遵义会议上，毛泽东虽然在组织形式上没有担任中共中央最高领导职务，但他倡导的实事求是的思想路线、军事主张，以及为红军制定的系列战略战术，已被当时的领导层所接受，他的威信和影响力大大超过了他所担任的职务。遵义会议后，毛泽东在党中央已处于核心地位。1945年4月，中共六届七中全会通过的《关于若干历史问题的决议》和1981年6月中共十一届六中全会通过的《关于建国以来党的若干历史问题的决议》，都明确肯定遵义会议确立了毛泽东在全党的领导地位，历史事实也证明了这一结论。这一种意见比较看重的是毛泽东提出的思想路线等在党中央的影响力，而不是担没担任最高领导职务。
笔者以为，第三种意见比较符合实际。从党的历史看，在党中央起领导作用的同志，不一定在组织形式上担任最高领导职务。目前学术界比较认可这种意见。2002年出版的《中国共产党历史》第一卷，将原《中国共产党历史》上卷中遵义会议"实际上确立了毛泽东在党中央的领导地位"的表述，修改为"确立了毛泽东在中共中央和红军的领导地位"。