抗日战争时期历任中共中央军事委员会委员，国民革命军第八路军第120师师长，冀中区军政委员会书记、总指挥部总指挥，晋西北军政委员会书记、军区司令员、陕甘宁晋绥联防军司令员，晋绥军区司令员等职，参与领导创建了晋绥抗日根据地。1945年参加中国共产党第七次全国代表大会，并当选为中央委员。
解放战争时期历任中国人民解放军第一野战军副司令员，西北军区司令员，中共中央西北局第二书记等职务。
中华人民共和国成立后，历任中央人民政府委员会委员、人民革命军事委员会委员、副主任，中共中央西南局第三书记，西南军区司令员，西南军政委员会副主席、国务院副总理、国防委员会副主席、国家体委主任、中共中央军事委员会副主席、国防工业委员会主任等职务，多次陪同毛泽东参加国务活动，为西藏的和平解放，中国体育事业的发展和人民军队的革命化和现代化建设做出了卓越的贡献。1955年被授予中华人民共和国元帅军衔。1956年参加中国共产党第八次全国代表大会，并当选为中央委员，中共八届一中全会上当选为中央政治局委员。1967年因林彪等诬陷而被关押，1969年6月被迫害致死。