全面抗戰爆發後，紅軍主力改編成八路軍，下轄115、120、129師，分別由紅1、2、4方面軍主力編成。其中，129師下轄385旅和386旅；原紅4方面軍紅4軍10師、12師分別改編為385旅的769團、770團；原紅31軍91師、93師改編成386旅的771團、772團。
剛剛由紅軍改編的八路軍
改編後不久，770團及由陝北紅29軍、紅30軍、紅15軍團騎兵第3團，改編成的129師特務營、工兵營、輜重營和騎兵營，奉令留守陝甘寧邊區。當129師師部率385旅、386旅兩個旅部，及769、771、772團出征山西時，共計9367人，卻只有3412支步槍，724支馬槍，步馬槍彈43012發，平均每支步馬槍只有10發子彈；共有539支駁殼槍，2872發駁殼槍彈，平均每槍5發子彈；共有93支雜色手槍，3支伯格曼衝鋒槍，共計6051發子彈；共有93挺輕機槍，27361發輕機槍彈，平均每挺有294發子彈；總計29挺重機槍，23222發重機槍彈，平均每挺重機槍有800發子彈；迫擊炮6門，迫擊炮彈67發。此外，還有55把刺刀和204枚手榴彈。以輕武器來算，每均2人才1支槍。
從上述數字看，129師擁有的武器裝備，別說和日軍、蔣軍精銳比，就是在八路軍3個師中，也屬於墊底的水平。不是說紅4方面軍“兵強馬壯”嗎？為什麼紅4軍、紅31軍的裝備如此少？原因其實很簡單：紅軍的武器裝備主要靠戰場繳獲，作戰對手的裝備水平高低，直接關係到紅軍裝備能否得到改善。
紅1方面軍在第4次反“圍剿”前，消滅的基本是蔣軍雜牌軍或是旁系部隊。直到第4次反“圍剿”黃陂、草臺岡兩仗，消滅了陳誠嫡系第11、52、59師後，裝備才煥然一新。這3個師，尤其是第11師，不僅經費充足，編制齊全，而且剛換裝了進口的全新武器。也就是在這次勝利後，紅1方面軍才批量裝備了著名的捷克式輕機槍。
反觀紅4方面軍，在鄂豫皖蘇區時，還有機會從蔣軍精銳部隊手中，繳獲日本原裝進口的三八大蓋。但1932年漫川關突圍，創建川陝蘇區後，基本就只能和川軍交手了。
1933年2月至6月的反“三路圍攻”戰役，打的是與川軍中的田頌堯部。接下來的宣達戰役，紅4方面軍打擊的是劉存厚部。參與1933年10月至1934年8月“六路圍攻”的，主要是鄧錫侯、田頌堯、李家鈺、楊森、劉湘、劉存厚所部。1935年3月開始的嘉陵江戰役，打的是鄧錫侯和田頌堯。
這些四川軍閥的裝備參差不齊，總體水平比較糟。紅4方面軍連戰皆捷，繳獲的槍械雖多，但80%為川造，20%左右為漢陽造。川造步槍中，有不少單打一步槍、三響鉤步槍，甚至還有產自清末的老古董。因為使用時間太長，以及製造水平低劣，很多川造毛瑟步槍在200米外就打不準。據曾任24軍參謀長的王靖宇回憶，在圍堵紅軍長征那陣兒，劉文輝部雖然號稱8個旅，但實際兵力不足2萬，士兵手中有三分之一以上的槍根本打不響，不過是嚇唬老百姓的道具而已。
相較而言，劉湘部算是川軍中裝備最好的。1928年以後，劉湘曾三次大規模購買外國武器（其中兩次是利用長江走私），進口槍支2萬多支，炮數十門，機槍千餘挺，子彈數千萬發。此外，劉湘還建兵工廠，大力自制武器。1928年至1937年七七事變，劉湘的兵工廠共生產47毫米、82.5毫米、137毫米迫擊炮3606門，137毫米短管炮12門，捷克式輕機槍2000餘挺，衝鋒槍4700餘支，步槍2萬餘支，迫擊炮彈51.5萬餘枚，手榴彈39萬餘枚，航空炸彈3180枚。該廠擁有月產子彈200萬發的能力。此外，劉湘還委託私營的華興機器廠生產仿法制啟拉利輕機槍上千挺。
不過，劉湘部雖參加了“六路圍攻”，但損失卻並不大。況且他的兵工廠要到1935年之後才漸入佳境，因此，紅4方面軍沒能從劉湘手中繳到多少好裝備。非但如此，紅4方面軍雖然號稱擁有紅軍中設備最精良，產品質量最好的通江兵工廠，但該廠設備及兵工原料基本都取自繳獲的劉傳厚兵工廠。
劉傳厚佔地不廣，財源不厚，他那兵工廠的設備是無法望漢陽、金陵、鞏縣、太原等兵工廠項背的。通江兵工廠的拳頭產品，居然只是大刀和馬尾手榴彈。馬尾手榴彈是極落後的型制，尤其在山林地帶使用時瞎火率很高，威力也不盡如人意。唯其生產簡單，通江兵工廠才前後總計生產了101萬枚馬尾手榴彈。除此之外，該兵工廠只能復裝子彈和修理槍械。
正因如此，紅1、紅4方面軍會師後，紅4方面軍負責人曾對周恩來說過一句大實話：“因為好久沒與中央軍作戰，因此部隊繳不到好槍。”許多紅4方面軍將領的回憶錄中，也都談到希望和中央軍打，藉此改善裝備。
1935年8月29日，剛走出草地的紅4方面軍第30軍、第4軍通力協作，如願以償地與中央軍交上了手，殲滅了包座地區守敵胡宗南部獨立旅第2團，以及趕來增援的伍誠仁第49師大部，繳獲輕重機槍50餘挺，長短槍1500餘支。這些武器雖然成色不錯，但數量仍嫌太少，不足以讓紅4方面軍裝備水平有明顯改觀。其中大部分繳獲，歸負責主攻的紅30軍所有，而這個紅4方面軍後期裝備最好，實力最強的軍，後來在河西走廊全部損失掉了。
此後，紅4方面軍本就不高的裝備水準，又因消耗多，補充少而每況愈下。1936年11月，紅軍三大方面軍主力會師後，合力打贏了山城堡戰役，殲滅胡宗南部第1軍第78師232旅和234旅2個團。此役，紅4方面軍的紅4軍、紅31軍都有參與，但參戰的部隊不少，且由紅1和紅15軍團打主攻，因此紅4軍和紅31軍裝備改善程度極限。
山城堡戰役結束後，紅4軍和紅31軍再也沒參與大的戰事，因此這2個軍改編成八路軍129師誓師出征時裝備低劣，也就不足為奇了。
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