1934年，王柏栋任红二十六军四十二师直属炮连连长，经中共陕西省委同意到汉中找陕南特委汪锋、张德生汇报工作，10月回到商洛镇显神庙，回想自己和同志们在陕甘边的浴血奋斗过程，百感交集。10月29日，他在自家墙壁上用毛笔写下“为了人类未来的光荣，终要渡此血的惨辜生涯”的誓言以自勉。同年11月，红二十五军一个小分队在中共商洛特委成员、少年宣传队队长程启文领导下，在丹凤县孙家山一带组建苏维埃政权，受到敌人“围剿”。他得知后，立即向幼年学友、商洛镇民团团总张虎森开展统战工作，劝他在民族危亡时候要团结对外。
1935年春，程启文、张虎森及其一位姓吴的秘书相聚在柏栋家中商议，达成了互不侵犯协议。之后，张虎森还给红二十五军小分队订了几份报纸，经常派老百姓送来。国民党军队一有行动，他就派人来秘密通报。3月，商县、洛南、商南三个县的伪保安团和陕军两个营来围剿孙家山，张虎森派心腹送来密信。王柏栋冒雪徒步80余里，来到孙家山和红二十五军小分队队长程启文取得联系，使红军安全转移。之后，他又回到甘肃庆阳以北150里华池县南果中华苏维埃陕甘边区政府，主席习仲勋、秘书长张文华、军事委员会主席刘志丹，张文华后来回忆说“我在庆阳南果第三次见到王柏栋，他这次是由家里来的，他还带来了红二十五军关于怎样分地的文件，还带来有红二十五军自编的歌曲。如：莫打鼓来莫敲锣，听我唱个兵变歌，地主要苛官要捐，逼不过才进了营盘，出得门来去当兵，只望当兵有出息……”
9月初，红二十五军到达陕北，在所谓的“肃反”中，王柏栋同红二十六军大部干部被错误关押在“瓦窑堡监狱”。他在狱中渡过了一个多月。10月，中央红军到达陕北吴旗
镇，毛主席派周恩来亲自去接管了“瓦窑堡监狱”，很快处理了这一大错案，全部释放了在押人员。在延安以北的一个大村庄，王柏栋巧遇他在家乡救助过的红二十五军小分队长程启文。他一把拦住刚刚胜利到达陕北的程启文，高兴地说：“小程同志，你们终于来到陕北，我们又汇合了！这一回可不象在我家乡秘密接待你，我们要好好犒劳犒劳红军同志。”
1936年，在“一二、九”运动影响下，西安各界学生救国会和西安学生救国联合会相继成立。4月9日，周恩来在延安桥儿沟与东北军将领张学良就联合抗日问题进行谈判。红军为了保持抗日实力和表示抗日诚意发表“停战协议和一致抗日”通电。红军西征，张毅忱回忆“柏栋又从红一方面军总政治部地方科科长调任红十五军总政治部地方科，后又到敌工部任科长，先后到保安（今志丹县）靖边定边、宁夏的盐池、玉王县和陕甘等地做争取群众工作，工作积极主动，能及时完成上级分配任务，一般同志完不成的任务他能完成，很会做群众工作，大家对他影响很好”。这年8月，中共陕甘宁省委书记李富春组织成立预海县回民自治代表大会筹备会，成立有李富春、王首递、程子华、唐天际、黄镇、王柏栋、杨奇清、马青年，用投豆子的方式民主选举了我党领导的民族自治政府，开创了我党民族自治的先河，还组建了一支“抗日救国江湖游击队”。马青年任队长，政委是红十五军团地方工作部部长王柏栋。江湖游击队的队员一部分是当地贫苦的回汉群众，一部分是哥老会，协助红军扰乱和牵制敌人。“双十二”事变以后，部队奉命南下，从宁夏玉王县出发经甘肃庆阳进入陕西永青，通过蓝天到达商县，住在商县城内学校。因王柏栋是当地人，他就搞地方工作。部队在商县住了两个月。期间，他发动群众，组织筹粮筹款，发展组织。
1937年1月，中共中央中华苏维埃政府发表《为号召和平停止内战通电》，陕西学生抗日救助运动高涨，在西安高中召开陕西学联大会，成立陕西省学生救国联合会，李连壁任学联主席。为加强对学联工作的领导，成立了中共陕西省委学生工作委员会，黄学源任省委学委书记。“七七”事变爆发，8日，中共中央发表《中国共产党为日军进攻芦沟桥通电》，号召全国人民与军队团结起来，筑成民族统一战线的坚固长城，抵抗日本帝国主义的侵略。同年8月，王柏栋任红十五军团募补处负责人。这时，中国工农红军改编为国民革命军第八路军，开赴抗日前线，遂在泾阳县云阳镇建立了八路军一一五师留守处，王柏栋任地方科科长。后又根据工作需要，中共陕西省委派他任中共商洛工委书记。同年11月，他返回家乡商洛镇，就把他家作为中共商洛工委工作办公的地方。12月下旬，他参加了陕西省委在云阳镇召开的传达中央政治局关于洛川会议精神的扩大会议。会后，王柏栋根据家乡群众受红军影响易发动的优点，以他母校两岭朝阳乐育小学为中心，广交进步师生，并向师生教唱抗日救亡歌曲，开展抗日救亡宣传，从中发现并培养积极分子。同时，他又把发动范围扩大到龙驹寨小学、商县中学、商洛镇农村和民团中，先后建立了中华民族解放先锋队、抗日促进会、国难研究会、妇女救国会和抗敌后援会等抗日救亡组织。在此基础上，他积极发展了王连成、刘丹东、米信公、王士哲、巩德芳、巩德胜、王柏梁、王柏东（柏栋两个弟弟）、薛兴军、彭一民、陈寿益、陈效真、雷振杰、刘焕摇、李长华等一批20多名共产党员，建立了商洛镇、两岭村、商县中学3个党支部和龙驹寨党小组，并分批把党员、民先队员送到中共党校、抗日军政大学及安吴堡青训班学习。同时，他还广泛结识王估卿、王建三、张德祥、刘筱斋、刘松林等开明人士，并对一些地方民团头目宣传我党的抗日主张，很快结成当地抗日民族统一战线。