1934年8月，李贞随同红六军团参加西征，时任红六军团政治部组织部部长。同年10月，与贺龙率领的红二军团会师后，她参加了创建湘鄂川黔革命根据地的艰苦斗争，任湘鄂川黔军区政治部组织部部长。后经任弼时夫人陈琮英介绍，与红六军团政治部主任甘泗淇结婚。
1935年11月19日，红二、红六军团主力从湘西桑植县出发长征。长征中，李贞随同红六军团行动。1989年，李贞在她撰写的《难忘的岁月》一文中，这样述说：“长征开始，我担任红六军团组织部长，既要和部队一起行军打仗，又要做党团工作、干部工作、收容伤病员，每天还要统计伤亡数字。晚上宿营时，同志们都睡着了，我还得给那些小红军缝补破旧的衣服。尽管环境十分艰苦，工作非常劳累，但大家为了实现崇高的理想，仍然是那样坚定、团结、乐观。那时骡马很少，许多领导同志都把马让给伤病员骑，自己坚持步行。记得军团长萧克同志风趣地说：'李贞同志，你走得动吗?说是给你配备一匹马，可那只是编制上的马、纸上的马。我们不能纸上谈兵，但不得不跟你纸上谈马哟!'我高兴地说：'大家都一样走路，我保证不会掉队。'后来，部队打胜仗缴获了一批骡马，这才给配备了一匹。为了照顾那些小战士，我和丈夫甘泗淇同志，经常把马让给他们骑。宿营时，把帐篷让给年幼体弱的刘月生、罗洪标、颜金生等小红军住……”
红二、四方面军会师后，即共同携手北上，很快就进入荒无人烟的草地。有天傍晚宿营时，李贞发现女护士马忆湘的干粮袋子丢了，独自坐在一边抽泣抹泪，便顺手从所剩无几的干粮袋子里抓了一把青稞炒面，让马忆湘先舔上几口……
马忆湘是土家族人，家在湘西永顺县龙家寨，年纪不过十四五岁。她1935年初参加红军，时在红二军团医院当看护员。
