1931年11月初，刘伯承来到瑞金，并于1932年春担任红军学校校长兼政治委员。按照毛泽东“我们要把红校办成‘红埔’”“把红校办成培养干部的基地”的指示，他主张“不空谈理论，一切从实战要求出发”。

在刘伯承的领导下，红军军校的教学求真务实。有一次，刘伯承到步兵连讲射击学，讲到弹道时，问学员们谁能回答出弹道是直的还是弯的。这个提问立刻引起了学员们的兴趣，有的说：“是直的，要不怎能击中目标呢。”还有的回答：“不对，是弯的，地球有引力嘛！”刘伯承没有直接把答案说出来，而是用粉笔在黑板上画了一个小男孩挺着肚子撒尿的简图，对大家说：“弹道的形状和这个小孩子的尿线形状大致是一样的。”这一生动形象的例子，把学员们逗得哈哈大笑。待学员们笑毕，刘伯承又结合这个“尿图”，讲解了弹道成弧形的基本原理。

在教授战术课时，刘伯承常常带领学员走出课堂，甚至冒着危险来到前线战场上，实地讲解工事构筑、进攻与防御、地形利用等。1932年11月，刘伯承带领40多名即将毕业的学员，到中央苏区南大门的会昌、寻乌、安远前线讲解军事地形学，作为毕业论文解答课。一天夜里，突然下起了蒙蒙细雨，山地一片黑暗，刘伯承和学员们在林中宿营时，被当地反动民团叫来的国民党陈济棠部的一个营团团围住。刘伯承听到敌情报告后，迅速集合学员，进行现场教学，要求学员思考应从哪里突围。面对险恶的环境，学员们分析后决定，趁着夜色走羊肠小道，顺利跳出了敌人的包围圈。这批学员毕业时，在学校的留言簿上写道：“刘伯承校长是我们学员的求实之师，是我们终生学习的榜样。”

1933年10月17日，中革军委以红军学校为基础组建了红军大学，成为红军第一所大学，刘伯承任代校长，开创了红军办大学的先河。刘伯承组建了训育部并兼任主任，专门负责管理、教育和改造被俘的敌军人员。到长征开始时，学校共有三期学员毕业，为红军培养了一批优秀军政人才。