1937年3月，西路军浴血奋战了4个多月，人员锐减到不足3000人，陈昌浩为保存实力带着队伍回到陕北，剩余的部队分成三个支队打游击。西路军的败局已定，陈昌浩回武汉看了家人后，经过百般周折，终于在1937年8月抵达延安。到了延安，他在抗日军政大学任教没多久，就因为胃病不得不远赴苏联就医，这一待就是十几年。1952年3月，中央批准了他回国的请求，陈昌浩带着妻子踏上故土。此时的红四军已经是拥有8万多人的大军团，他曾在红四军地位仅次于张国焘。见到昔日的部下一个个成为新中国的将军和部长，看到前妻张琴秋已经是中国纺织工业部副部长时，陈昌浩满心愧疚，不停道歉。回国后，他被安排到中央编译局担任副局长。1962年5月，在张闻天的劝说下，他决定去武汉与老战友重逢。在武汉林业局副局长万流一面前提起西路军时，陈昌浩心里沉重无比，想起那2万多战士因为自己的过错血洒疆场，未能与日本侵略者搏杀就牺牲了，每次忆起这段往事他都难以平静。陈昌浩后来多次向老战士们检讨错误，承认自己过去骄傲自满犯了很多错，包括西路军的失败都归咎于自己。他一边流泪一边表态多亏毛主席宽宏大量才保全性命，发誓要为新中国建设出力。尽管年轻时曾支持张国焘分裂主义，与王明一起上台过，但他在之后虚心改正、经常自我反省批评。