起义部队在谢等率领下南进，在延川会合了石旅的另一个连，途经延长县城时，歼敌两个连和一个营部，谢亲自处决了敌营长祁梅卿。15日，清涧、延川起义的部队赶到宜川城下，与石旅驻宜川的第九、第十连会师，守敌大部投降。次年5月奉中共陕西省委指示，与唐澍、刘志丹、许权中、高克林等一起领导了渭（南）华（县）起义。谢在新成立的西北工农革命军军事委员会任委员兼第三大队大队长，率部英勇奋战，歼敌甚多，并领导暴动的农民打土豪分财物，建立区乡苏维埃政权。不久，奉命秘密回陕北开展革命武装斗争，1929年2月任中共陕北特委军委书记。

    1932年1月建立西北反帝同盟军，中共陕西省委派谢任总指挥。他组织党员干部学习古田会议决议，开办军政干部训练班，使大家明确红军的政治任务，纠正部队中的军阀主义和极端民主化等不良倾向，为在陕甘边建立和扩大红军、开展游击战争奠定了基础。

    1933年夏，谢被派往北方，在张家口察哈尔民众抗日同盟军第十八师，协助师长许权中指挥作战并做党的工作。抗日同盟军失败后，谢又到北平和天津地区从事抗日救亡活动。11月，中共中央驻北方代表派谢回陕任驻西北军事特派员（一说为驻陕西或驻陕北军事特派员）。

    谢于1934年初回到安定，立即着手恢复陕北游击队第一支队，积极开展武装斗争，还协助中共地方组织创建根据地，扩大了中共和红军的政治影响。7月8日，根据中共陕北特委的决定，中国工农红军陕北游击队总指挥部在安定县杨道峁成立，谢任总指挥，郭洪涛任政委。为了粉碎井岳秀部对陕北根据地发动的第一次“围剿”，谢率部南下，在南梁地区的阎家洼子与陕甘边区革命军事委员会主席刘志丹率领的红二十六军四十二师会合，兼任该师政委。

    8月15日谢子长率红四十二师第三团和陕北游击队第一、二、五支队由南梁抵达安定地区。17日起，先后取得了安定景武家塌、 绥德张家圪台战斗的胜利。8月26日率部奔袭清涧河口。在27日的激烈战斗中，谢亲临前线指挥，不幸胸部中弹，鲜血渗透了他的夹袄，仍继续指挥战斗，直到胜利。

    战后他不顾重伤在身，挥师北上攻打安定董家寺，击溃井岳秀的一个营，彻底粉碎了国民党新军阀对陕北革命根据地的第一次“围剿”。1935年2月初， 中共陕北特委和陕甘边特委在赤源县周家崄（今属子长）召开联席会议，决定成立中共西北工委和西北军委，以统一领导陕北、陕甘两块根据地的党和红军。

    谢因伤重未出席会议，仍被推举为中共西北工作委员会委员和西北革命军事委员会主席（一说刘志丹为军委主席） 。由于伤势继续恶化，2月21日在安定县灯盏湾与世长辞。毛泽东先后两次为谢子长墓题词：“民族英雄”、“虽死犹生”，并亲笔写了碑文。为纪念这位西北红军和西北苏区的主要创建人，陕甘宁边区政府于1942年5月批准，将安定县改名为子长县。