１８９９年１２月生，四川江津人。１９２２年參加旅歐中國少年共產黨。１９２３年３月加入中國共產黨。１９１９年１０月赴法國勤工儉學。１９２４年到蘇聯學習。次年９月回國，任黃埔軍校秘書兼政治教官。１９２６年７月任中共廣東區黨委軍委特派員，參加北伐戰爭。１９２７年“四·一二”反革命政變后被派往上海，協助周恩來將工人糾察隊轉入秘密活動，同年５月任中共中央軍事部參謀長，并參加南昌起義、廣州起義，任十一軍黨代表。
土地革命戰爭時期，任中共前敵軍委書記。１９２９年８月任中央軍委參謀長。１９３１年底進入中央革命根據地，先后任中國工農紅軍總政治部副主任，第一軍團政委。１９３２年后任紅軍東路軍政委，參與指揮漳州戰役，率部參加第四、第五次反“圍剿”。１９３５年１月在遵義會議上，堅決支持毛澤東的正確主張。
抗戰時期，任八路軍一一五師副師長、政委，中共中央晉察冀分局書記、軍區司令員兼政委。解放戰爭時期，任晉察冀軍區司令員兼政委，中共晉察冀中央局書記，中共中央華北局第三書記，華北軍區司令員，中國人民解放軍副總參謀長，平津衛戍區司令員，北平市軍管會主任、市長，１９４９年出席全國政協第一屆全體會議。
建國后，歷任中央軍委秘書長兼中國人民解放軍代總參謀長，國防委員會副主席，中央軍委副主席，國務院副總理兼國家科委主任、國防科委主任，中國老齡問題全國委員會名譽主任，中國發明協會名譽會長。１９６６年在中共八屆十一中全會上增選為中央政治局委員。１９７７年、１９８２年當選為十一、十二屆中央政治局委員。１９７５年、１９７８年任第四、五屆全國人大常委會副委員長（１９８０年辭去第五屆全國人大常委會副委員長職務）。是第一屆全國人大常委，第二、三屆全國人大代表，中共七至十屆中央委員。
１９５５年被授予元帥軍銜，曾獲一級八一勛章、一級獨立自由勛章、一級解放勛章。
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