这时，博古已产生取消遵义会议的念头。他认为通道、黎平、猴场三次会议已经解决了问题，不需要再开什么会议。李德压根就反对召开遵义会议，因为他知道毛泽东倡议开会是为了“讨论失败”，这将把他置于被告地位。在猴场会议后已经解除了他的军事指挥权，但顾问的头衔还保留着，如果继续讨论军事指挥的责任，恐怕连这顶帽子也保不住。
毛泽东抓住这一历史机遇，与王稼祥商议后，由他出面向周恩来提出迅速召开政治局扩大会议的建议。周恩来来到博古的住所，向他通报王稼祥、张闻天、朱德、陈云、毛泽东等多数政治局的同志要求召开会议的情况，申明他也力主召开会议。博古看到阻止执行黎平会议关于在遵义召开政治局扩大会议的决定已不可能，便同意了大家的建议，分工由周恩来负责会议的筹备工作，会上由博古作关于第五次反“围剿”的总结报告，由周恩来作关于军事问题的副报告。
毛泽东也在忙碌地准备着。他首先找到张闻天，商议如何才能开好这个会。他向张闻天说：你是政治局常委，说话有分量，麻烦你辛苦一下，准备一个报告，在会上说说咱们的意见，对“三人团”军事指挥上的错误提出批评。不懂军事的张闻天对此面露难色。毛泽东补充说：你是党中央的主要负责人之一，又是大秀才，你在会上报告名正言顺，我嘛人微言轻，不过，我会讲话的。报告还是由你作，我和稼祥帮你出点子。说完，毛泽东从口袋里掏出记录着他与不少红军指挥员谈话内容和有关情况资料的小本子，交给张闻天以供参考。
告别张闻天，毛泽东又来到王稼祥住处，通报由张闻天代表他们三人执笔起草一个报告提纲的情况，并提议王稼祥在会上也讲一讲。王稼祥欣然应允：那自然，你不叫我“开炮”，我也会“开炮”的。
1935年1月15日，决定党与红军命运的中央政治局扩大会议在遵义老城枇杷桥（现子甲路80号）举行。出席会议的政治局委员有毛泽东、张闻天、周恩来、朱德、陈云、博古，候补委员有王稼样、刘少奇、邓发、何克全（凯丰），红军总部和各军团负责人刘伯承、李富春、林彪、聂荣臻、彭德怀、杨尚昆、李卓然，以及中央秘书长邓小平。李德及翻译伍修权也列席了会议。
会议的主要议题是，“检阅在反对五次‘围剿’中与西征中军事指挥上的经验与教训”。首先由博古作第五次反“围剿”总结报告。
周恩来接着作副报告，他没有把过错推给客观，着重就中央红军的军事战略和战术问题进行回顾、总结。他认为五次反“围剿”失利的主要原因是军事领导的战略战术的错误。并主动承担责任，作了自我批评，又批评了博古和李德。
之后，张闻天第一个发起了反对中央领导单纯防御军事路线的报告，也称“反报告”，这个报告提纲实际上是毛、张、王集体创作而以毛泽东的观点为主导，由张闻天执笔完成的。
下午开会，毛泽东首先作了长篇发言。他一开始就批评博古的总结报告，说这个报告不是实事求是的，而是在替自己的错误做辩护。他说，我认为，“三人团”在指挥红军对付敌人的第五次进攻时，不客气地说，是犯了军事路线上的错误。这个错误在整个战争中，归纳起来，表现为三个阶段：第一个阶段是进攻中的冒险主义，第二阶段是防御中的保守主义，第三个阶段则为退却中的逃跑主义。
接着，毛泽东对自己的论点一一展开，作了深入的说明。
毛泽东讲了大约一个小时，他的意见得到大多数与会者的支持。
这时，因负伤躺在藤椅上的王稼祥坐起来发言。他说：“我同意毛泽东的发言。正如他所指出的那样，第五次反‘围剿’战争之所以失败，我们在军事战略上犯了严重的错误，不能归咎于其他原因，客观因素有一点，但不是主要的。”他还说，这次反“围剿”失败的一个重要原因，是李德等一再地拒绝毛泽东等同志的正确意见，否定了他们和广大群众在长期斗争中共同创造并行之有效的实际经验，少数人甚至个别人实行脱离实际的瞎指挥。
王稼祥结论似地指出：事实证明，中国的红军和中国的革命战争，应该也必须由毛泽东这样的有实际经验的中国革命家来领导才能取得胜利。最后他郑重建议：立即改组中央的军事指挥机构，取消李德和博古同志的军事指挥权。
紧接着，周恩来、朱德、彭德怀、刘少奇、李富舂等同志在会上发言，大多批评“左”倾冒险主义的错误领导，明确表示拥护毛泽东的领导。
会议留下的陈云关于《遵义政治局扩大会议传达提纲》十分清楚地说明，张闻天代表毛泽东、王稼祥所作的反报告和毛泽东、王稼祥的发言，得到了除博古、李德、凯丰之外的其他同志的完全赞同，于是会议以毛、张、王三人的发言为基调，作出一系列决议：
一、对第五次反“围剿”以来军事指挥上的错误作出了结论。扩大会议认为，博古的总结报告“基本上是不正确的”，而我们在第五次反“围剿”斗争中没能胜利，“最主要的原因，由于我们在军事指挥上战略战术上基本是错误的”。而导致军事指挥错误的原因，是“右倾机会主义的单纯防御路线”。表现在作战指挥上，一是“拒绝运动战与在敌人的侧翼的活动”；二是“企图以赤色堡垒的消耗战来保卫苏区”；三是“敌人分六路进攻，我们也分兵抵御。这样就不仅居于被动地位，而且使我们主力不集中，各个战线上力量薄弱而处处受敌打击”。
扩大会议指出，“军事上领导错误是A（即李德—引者注）、博、周三同志，而A、博两同志是要负主要责任的。”
二、会议决定改组中央领导机构。取消“三人团”和博古、李德的军事指挥权，仍由最高军事首长朱德、周恩来为军事指挥者，而周恩来是党内委托的对于指挥军事上下最后决心的负责者；增选毛泽东为政治局常委，以“泽东同志为恩来同志的军事指挥上的帮助者”。
三、指定张闻天起草遵义会议决议，委托常委审查后，发到支部中去讨论。这项授权实际上明确了将由张闻天接替博古，负起中央总的责任。
遵义会议是中国共产党第一次在没有共产国际的干预下，独立自主地决定自己的命运，实际上确定了毛泽东在党和红军中的领导地位，自此，以毛泽东为代表的正确路线开始主导全党。他领导党和（中央）红军经过四渡赤水、巧渡金沙、转战云贵、飞越六盘山，战胜张国焘的分裂主义，1935年10月19日胜利到达陕甘根据地吴起镇，完成了两万五千里长征，终于渡过了王明“左”倾教条主义错误给党和红军带来的又一次危机。
