十一月十八日，在前方指挥作战的毛泽东、周恩来、彭德怀联名致电张闻天、秦邦宪，请他们详细考查陕北苏区肃反中错误。指出：“错铺有一批人，定系事实。”要求纠正肃反中错误。后来，毛泽东又讲：“逮捕刘志丹等同志是完全错误的，是莫须有的诬陷，是机会主义，是‘疯狂病’应予以立刻释放。”
二十一日至二十四日，毛泽东、周恩来指挥红一方面军在富县直罗镇歼敌一0九师全部，击毙师长牛元峰，又在追击中歼敌一0六师一个团，取得了直罗镇战役的胜利，彻底粉碎了国民党军对西北苏区的第三次“围剿”，为党中央把全国革命的大本营放在西北举行了一个奠基礼。
十一月十六日，中共西北中央局作出《西北中央局审查肃反工作的决定》，十一月三十日，作出《关于戴季英、聂洪钧二同志在陕甘区域肃反工作中所犯错误处分的决议》。同日，中央组织部召开平反大会，张闻天、秦邦宪、刘少奇和五人“党务委员会”成员出席会议。会上，宣布以上两个决定。王首道代表五人委员会宣布，刘志丹、习仲勋等同志是无罪的，党中央予以释放，并予以分配工作。刘志丹代表被释放的同志讲了话。他说：“这次肃反时错误的，我们相信中央会弄清问题，正确处理的。我们也相信犯错误的同志会认识错误，改正错误，团结在党中央周围一道奋斗。”
习仲勋看到从苏区自己的监狱中走出的衣衫褴褛、面容憔悴的战友，想起近期根据地发生的种种怪现象，特别是得知昔日在战火中和白色恐怖中出生入死的众多同志被活埋、被枪杀时，更是愤懑不已。他觉得有满腹话语要向党中央倾诉，一时因过分激动和悲愤而说不出话来所有遭受迫害的同志个个义愤填膺，纷纷要求党中央严肃查处错误肃反的主持者，但在听了刘志丹的真诚的话语，激愤的情绪平静了许多。党的十三届三中全会会后，习仲勋两次发表在《人民日报》的文章中，记述了当时的情景。文中写道：
“千里雷声万里闪，在十分危急的关头，党中央派出的先遣联络员带来了至高无比高兴的喜讯：毛主席来了!一九三五年十月，毛主席率领中央红军进入陕甘边的吴起镇。他立即向群众和地方干部进行调查。当时陕甘边特委位的龚逢春同志去迎接毛主席，向毛主席汇报了陕北苏区和红军生理发展的情况，有回报了当时乱搞“肃反”，把刘志丹等红二十六军的干部抓起来的问题。毛主席马上下达指示：立即停止任何逮捕，所逮捕的干部全部由中央红军处理，并派王首道等同志去瓦窑堡办理此事，我们这一百多个倖存者被释放了。毛主席挽救了陕北党，西北苏区又出现了团结战斗的新局面。”
“刘志丹出狱后，根据地军民欢欣鼓舞，奔走相告：‘刘志丹被释放了!’‘陕北根据地有救了!’中央红军说：‘要是叫左倾机会主义把这块根据地毁掉，中央连歇脚的地方也没有了。’”
习仲勋平反后，即进入董必武任校长的中央党校学习，并担任训练班第三班班主任。其他两个班主任是成仿吾和冯雪峰。中央党校前身是一九三三年在江西瑞金成立的马克思共产主义大学，所中央红军长征到达陕北后，一九三五年十一月在瓦窑堡恢復并更名为中共中央党校。小直射在安定县第二完小。十二月中央党校开始招生，根据抗日发展需要，两期抗日民族统一战线训练班：第一期主要训练陕北干部，帮助他们熟悉党中央的抗日民族统一战线方针和政策，包括富农政策、土地政策、工商政策等，以便通过他们贯彻到实际工作中去;第二期主要传达和学习党中央瓦窑堡会议的决议。次年二月，红军东征后，中央党校暂停招生。
在此期间，习仲勋经介绍参加中共中央在中央党校召开的党的活动分子会议，他第一次见到景仰已久的毛泽东，并聆听了毛泽东做的《论反对日本帝国主义的策略》的报告。实继遵义会议纠正“左”倾机会主义军事路线之后对“一切斗争，否认联合”的“左”倾政治路线的纠正。它是正确分析民族资产阶级两面性的重要文献，纠正了党内在很长时期把民族资产阶级混同官僚买办资产阶级的错误，批评了党内那种认为中国民族资产阶级以其他中产阶级不可能和中国工农大众联合抗日的错误观点。习仲勋对这次会议留下深刻记忆。他说：“我凝神谛听毛主席的报告。觉得他讲的完全合乎实际，路线完却正确。我感到迷雾顿散，信心倍增。这是我第一次听到毛主席的讲话，心里高兴极了。”
习仲勋也正是在这次会议上，首次见到另一位使他“无时无刻不萦绕在脑海之中”历史伟人——周恩来。在日后的数十年风雨历程，他经常受到周恩来的关心、教诲和伟大的人格熏陶。习仲勋在《永远难忘的怀念》一文中，曾深情回忆初见周恩来的情景：
“中央红军到陕北不久，我参加瓦窑堡举行的一个会议，听毛泽东同志的报告。远远看见一个人穿着红军的黑布棉军服，胸前飘着长长的鬍子，两道剑眉下面是炯炯两眼，那指挥的光芒好像可以洞察一切，令人肃然起敬。他就是周恩来同志。那时，他担任中央军委副主席，和毛泽东同志一起，领导红军胜利到达陕北。在陕甘宁一带有不少关于周恩来同志神话般的传说。我很早就知道他的一些革命事迹，内心十分仰慕。这次因为听报告，没有机会