挥部队连战告捷，获中央军委的特别嘉奖令。同年10月任红七军团军团长，此时他才21岁。在中央革命根据地，寻淮洲率部南北转战，屡建战功，曾获二等红星奖章，并被选为中华苏维埃共和国中央执行委员。

    1934年7月，他和政治委员乐少华等奉命率由红七军团组成的红军北上抗日先遣队，从瑞金出发转战闽浙皖赣边，作战数十次，先后攻占罗源、庆元等城镇。11月所部进入闽浙赣苏区，与方志敏领导的红十军合编为红十军团，他任第十九师师长，继续率部北上。同年12月，在安徽太平(今黄山)谭家桥战斗中，他指挥部队同数倍于己之敌展开激战。14日，当战斗进行到关键时刻，寻淮洲亲自带一个排争夺乌泥关制高点，不幸壮烈牺牲，年仅22岁。