东北抗日联军第2路军正式成立后，周保中任总指挥兼政治委员，赵尚志任副总指挥，崔石泉任参谋长。
从1937年底开始，日伪军以5万余人的总兵力，妄图包围下江地区的抗联各军，一举“聚歼”。为粉碎敌人阴谋，迅速跳出敌之合围圈，打通与其他抗联部队的联系，1938年4月，中共吉东省委决定第2路军主力西征。
西征部队共计680余人，7月2日，在第4军军长李延平、副军长王光宇的率领下，首先袭击牡丹江左岸三道通，突破日军防线，再经四道河子、三道河子，越过老爷岭，穿行300里荒无人烟的深山密林，8日进入苇河县境内。12日拂晓，出敌不意地攻占苇河县东北的楼山镇，毙伤俘日伪军140余人，缴获机枪2挺、步枪百余支、子弹万余发和大批给养，及时补充了部队。
楼山镇战斗后，已被惊动的日军调集兵力，进行围追堵截。西征部队调整部署：第5军第1师第2团、教导团等部返回牡丹江后方基地；第4军主力与第5军其余部队则分路继续西征，向五常方向进发。其后，西征各部几经辗转，相机分合，沿途与敌军连续战斗，伤亡惨重。
8月下旬，第4、第5军远征部队于五常县再度分散活动。仅剩百余人的第4军，隐蔽在五常县冲河山里，9月下旬，被日军包围，激战中部队失散，李延平、王光宇光荣牺牲。第5军部队在强敌围追下，活动艰难，决定东返。10月下旬，该军第1师撤至林口县乌斯浑河柞木岗山下露营，被敌发现，遭到突袭。随该师行动的第4、第5军军部妇女团冷云等8名女战士，为掩护部队突围，背水而战，路绝弹尽后，她们宁死不屈，手挽着手，毅然跳下滚滚的乌斯浑河，以自己的热血和生命谱写了“八女投江”的悲壮诗篇。
11月初，第5军突围部队返回后方基地。至此，第2路军的西征全部结束。西征部队战斗百余次，毙伤日伪军1000余人，有力地策应了东北抗日联军其他部队的游击作战。
