马明方是陕西米脂人，学生时代他考入绥德省立第四师范学校，参加了声援西安学生的驱吴（新田）斗争。上海“五卅”惨案的消息传到陕北后，马明方积极参加该校的声援游行。1925年秋，经马瑞生介绍加入中国共产党，担任该校的党小组组长和支部书记，组织开展党组织在学校的各项活动。后来，在组织的安排下，他被派到西安国民军史可轩部做兵运工作并随部队南下。西安解围后，被分配在联军驻陕总司令部政治保卫队第2营任政治指导员。
1927年，轰轰烈烈的大革命失败后，马明方返回陕北，在横山县响水堡小学担任教师，继续领导这一地区党组织的革命斗争。不久，任中共横山区委书记，两年后调任中共绥德北区区委书记。
在白色恐怖中，他一身农民装扮，剃着光头，深入农村，秘密联络同志，进行艰苦的革命发动工作。在他的努力下，恢复了中共在横山和绥德北区的基层组织。此后，又担任中共镇川区委、米脂区委和中共米（脂）佳（县）镇（川）中心县委书记，组织领导农民打土豪、分田地，开展土地革命。陕北特委于1928年4月在绥德成立后，马明方与刘志丹等先后任书记或负责工作。
1931年3月，因国民党反革命派追捕，马明方去了山西，任中共山西特委巡视员，曾去晋北巡视工作。马明方由山西返回陕北后，5月调回中共陕北特委工作，先后任特委组织委员、宣传委员，不久又代理特委书记。
这时的陕北特委下辖佳县、横山、绥德等13个县委。1933年7月，马明方主持召开了陕北特委第4次扩大会议，决定抓紧扩大陕北游击队第1支队，创建更多的游击支队，开辟安定、绥德、神府游击区，积极开展游击战争，建立陕北苏区。这次特委扩大会议后，陕北革命形势蓬勃发展。马明方深入游击区，加强对武装斗争的领导，并受陕北特委委托，负责筹备陕北第一次工农兵代表大会，着手建立革命政权。
1935年1月，陕北第一次工农兵代表会议在赤源县白庙岔召开，选举成立了陕北省苏维埃政府，马明方担任主席。先后领导了包括赤源、秀延、延安等在内的16个县苏维埃政府。为了粉碎国民党军队的第2次“围剿”，加强对陕北和陕甘边两个根据地党和军队的统一领导，2月5日，中共陕甘边特委和陕北特委召开了有刘志丹、马明方参加的联席会议，决定两个特委合并，成立中共西北工委和西北军委，标志着陕甘边和陕北两个根据地党的领导和军事指挥的统一，也标志着西北革命根据地的正式形成。陕北省苏维埃政府归中共西北工委领导，马明方继续担任主席。
1935年10月，中共中央率红一方面军长征到达陕北，成立了中共陕北省委，由郭洪涛任书记，马明方仍担任陕北省苏维埃政府主席。郭洪涛调中共中央工作后，马明方又接任中共陕北省委书记，成为了陕北省的军政一把手。1937年5月中共陕甘宁特别区委员会成立，不久改称中共陕甘宁边区委员会，马明方被选为边区党委执行委员。
从1935年陕甘边、陕北根据地统一到1937年改制为陕甘宁边区，在艰苦卓绝的革命斗争中，这块根据地成为土地革命战争时期全国诸多根据地中唯一完整保存下来的一块，成为中共中央和各路红军长征的落脚点。毛泽东这样评价这块根据地：“陕北是两点，一个是落脚点，一个是出发点”。这是对陕北革命根据地历史作用和地位的高度概括。在此期间的大部分时间，马明方担任陕北省委书记和省苏维埃主席，他对当时的“左”倾路线进行了坚决抵制和斗争，与刘志丹、习仲勋、马文瑞等陕北早期中共领袖一起，齐心协力，共同为创建陕北革命根据地而不懈努力，为中共中央把中国革命的大本营安放在西北，动员民众支援红军东征、西征，巩固陕北苏区，作出了重要贡献。