宋时轮被开除党籍一个月之后，鉴于他的考试成绩非常好，红大决定将他从上级参谋科转到上级指挥科学习。不久，宋时轮在考试中又取得优异成绩，红大决定调他担任上级指挥科的军事教员。

1934年10月，红军长征出发前，为适应新形势的需要，中央军委决定组成红军干部团，红军大学编为干部团上级干部队。

长征途中的1935年9月上旬，张国焘公然违抗中央北上的战略方针和历次决定，采取胁迫右军南下的手段，企图分裂红军。为此，党中央和中央红军于9日夜出发北上。由于时间仓促，宋时轮事先没有得到北上的通知。第二天早起，他发现红军全部转移，立即自动追赶中央红军。毛泽东见到他的时候说：“宋时轮你来了，好！”

10月19日，中共中央率领陕甘支队胜利到达吴起镇。很快，毛泽东和彭德怀到红十五军团驻地看望军团领导。为了向中央红军学习，军团领导请求毛泽东，由中央红军派一些干部到红十五军团工作。不久，毛泽东找宋时轮谈话，要他出任红十五军团作战科长，协助参谋长主管部队作战。宋时轮带着委屈表态说：“红十五军团刚刚组建不久，各方面的工作都很多，司令部作战科是部队的核心部门，这么重要的部门派一个被开除党籍一年多、至今没有予以恢复的非党干部去是否合适？”毛泽东问：“怎么回事？”宋时轮如实地陈述了事情的原委。毛泽东接着说：“用人之长是组织的事，恢复你的党籍也是组织的事，请你服从组织安排，愉快地到红十五军团报到工作。”毛泽东谈话之后，被排斥在党组织之外一年之久的宋时轮，心情格外激动，回到住处止不住地喊出了心声：“毛泽东相信我，还是毛泽东相信我。”到职的第一天，宋时轮立即将一年前被开除党籍的经过和毛泽东找他谈话的情况，向军团政治部主任郭述申、组织部部长冯文彬作了汇报。

中央红军到达陕北之前，陕甘根据地开始了错误的肃反，刘志丹和不少军政干部被逮捕。直罗镇战役结束后，毛泽东对董必武、李维汉、王首道等人说：“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’，应予立即释放。”宋时轮恢复党籍的问题，也是这个时候解决的，经研究，由军团政治委员程子华和钱钧介绍，宋时轮再次入党。

1945年7月，总政治部党务委员会作出《关于恢复宋时轮党籍的决定》。《决定》指出：“党务委员会依据上述证明和理由，决定取消对宋被捕问题的怀疑、AB团的怀疑以及一九三四年红大所给予的处分，并恢复其一九二七年四月被捕到一九三零年初重新入党，及一九三四年春被开除党籍到一九三五年冬再重新入党期间的两段党龄。即宋同志的党籍从一九二七年起计算。”

看到总政治部党务委员会决定的时候，宋时轮高兴极了。他觉得，这是延安整风运动和毛泽东思想“实事求是”精神的突出体现。对每个干部尽可能作出客观的、全面的、 历史的考察和分析的做法，不仅使党更加清楚地了解干部的全面情况，而且促进了干部改造思想的自觉性，加强了党的团结。宋时轮精神面貌由此焕然一新，以更大的热情投入到工作中。