红五军团经过整编，部队政治素质和军事素质得到了较大提高，逐渐成为一支无产阶级的革命军队。赵博生也正是在这个时候比较系统地学习了政治理论和军事知识。他认真研读了大量无产阶级革命书籍，深有感触，深受启发。他对周围的同志说：“我虽然在青年时代就立下了救国救民的大志，苦于没有引路人，自己摸索，奋斗了十几年，结果不是被人欺骗利用，就是孤军奋战，以失败告终。今天才算找到了出路，重见了光明。我赵博生愿将后半生为全国劳苦大众的翻身解放竭尽微薄之力”。
两个多月的整编结束后，赵博生偕同其他同志率领红五军团，和兄弟部队一道开赴前线作战。1932年2月，参加围攻赣州战斗。4月与一军团组成东路军，参加东征福建漳州战役。接着回师江西与红三军团会合，于7月间向粤北南雄挺进，在水口攻打广东军阀陈济棠部。8月，红一、三、五军团并肩北上，连克宜黄、乐安等县城;尔后，率部参加了攻克建宁战役。赵博生在每次战役中，都表现出一贯的勇敢、坚定、沉着。水口战斗中，他左臂受伤，同志们劝他下去休息，他说：“流血很少，微伤何足虑。”在他的感召下，全军战士奋起向前，重创敌军，有力地配合了一、三军团的反“围剿”作战。
赵博生还很注意在实践中学习红军的作战原则，做到果断、机谨、灵活。凡属重要战斗和关键时刻，他都亲临前线，周密部署，反复检查，亲自指挥。红五军团的战士在作战中非常英勇、顽强，尤其是马刀拼得敌军胆颤心惊。之前，苏区军民都说“一军团的冲锋，三军团的包抄”厉害，此后又加上了“五军团的马刀”。因指挥作战有功，红五军团成立一周年时，中华苏维埃共和国临时中央政府下令嘉奖赵博生，并授给他一枚红旗勋章。
1933年初，蒋介石的主力第九十师，二十七师和十五师向金溪、南城一带苏区进犯。正图歼灭我红军主力一、三军团。为保障红军主力于黄狮渡歼灭敌人，赵博生奉命率四个团在长员庙吸引和钳制三倍于已的敌人。赵博生深感责任重大，带领干部战士亲临前线察看地形，缜密研究与部署战斗，告诫叮嘱指挥员，在长员庙利守难攻的地形上，要择险而守，要注意发挥老兵的长处，善挖战壕构筑碉堡，发扬我们善于防守阵地的作用。这次战斗事关全军胜利，必须要完成这次战役的光荣使命。
