周恩来同志首先向张、杨详细说明我党对事变的态度，明确肯定了他们的爱国行动，并分析了事变有两种可能的前途。他强调应当竭力避免内战，争取和平解决，从而实现全国抗战的前途。对于蒋介石本人，周恩来同志表示，只要他决定放弃反共内战的政策，赞成联合抗日，就可以释放他。
对于我党的和平解决的方针，张学良毫无迟疑地表示赞同。但杨虎城对于释蒋一点，却甚为犹豫，唯恐蒋介石迟早要对他进行报复。应当说，对蒋介石这个阴险狠毒的法西斯头子，杨虎城有这种疑虑是完全可以理解的。这了保证和平解决事变，周恩来同志耐心地对杨虎城做了说服工作。一方面指出，蒋介石做为英、美派势力的代表，确有在一定程度上赞同抗日的客观可能性，能够迫使他改变内战政策，参加抗日，当然比杀了他而同南京国民党打一场大规模的内战要于国家、于民族有利得多。另一方面，也分析了蒋介石能否实行报复，这不单取决于蒋个人。只要西北三方面坚持团结，并进而团结全国人民和一切地方实力派，自己的力量强大了，蒋介石就无法实行报复。况且，蒋介石现处在我们掌握之中，如无把握，我们也不可能轻易放他走。周恩来同志出以国家民族大义的崇高精神和析理入微的恳切言辞，终于说服了杨虎城，赞成和平解决事变的方针。
周恩来同志还同张、杨商拟订了关于和平解决的条件；讨论了对付“讨伐派”进攻的联合军事部署问题并决定转知南京方面，西安愿负责蒋介石的安全，但如果南京方面进攻西安，则蒋的安全就绝无保证。
端纳得悉中国共产党和张学良、杨虎城的和平解决事变的方针后，即飞回南京，向宋美龄、宋子文、孑L祥熙等作了汇报。12月20日，宋子文与端纳同飞西安，进一步探悉情况后又飞回南京。22日，南京方面便正式派出宋子文、宋美龄等为代表到西安谈判解决事变问题。
谈判开始前，周恩来、叶剑英等同志，利用一切机会，广泛接触有关人士，反复说明我党和平解决事变的方针。在谈判中，周恩来同志坚定地贯彻了我党的正确方针，既表明了我党坚决反对国民党反共内战政策的原则立场，也充分表现了我党为寻求和平解决以利于全国抗日的诚意。这是谈判顺利进展的主导因素。在南京方面，由于宋子文、宋美龄等营救蒋介石心切，背后又有英、美对于和平解决的督促，在谈判中，也不敢横生枝节，制造障碍。
经过两天的谈判，于12月24日达成了协议。当晚，周恩来同志见了蒋介石，大义凛然地指出他违背孙中山的遗嘱，进行10年反共反人民的内战，给国家民族造成严重危害；同时说明在民族危机的严重关头，我党顾全大局，维护国家民族利益的原则立场敦促他切实改变反共内战政策，承认并履行已经达成的协议。蒋介石不得不答应履行这些协议，其主要内容有：（1）改组国民党与国民政府，驱逐亲日派，容纳抗日分子；（2）释放上海爱国领袖，释放一切政治犯，保证人民的自由权利；（3）停止“剿共”政策，联合红军抗日；（4）召集各党各派各界各军的救国会议，决定抗日救亡方针；（5）与同情中国抗日的国家建立合作关系；（6）其他具体的救国办法。
由于蒋介石知道他的人身安全有了保证，便重新摆起“委员长”的臭架子。他声称，不能在协议上签字，而以“人格”担保履行上述协议。
在释蒋问题上，宋子文提出，只要蒋介石下了撤兵的手令，即可回南京。周恩来同志等坚持必须先撤兵，释放爱国领袖，然后才能释放蒋介石。
在谈判进行当中，张、杨的“设计委员会”在如何处理事变的问题上辩论不休。而当和平解决的方针大体已定之后，他们又围绕着在什么条件下可以释蒋的问题上展开了激烈的争论。张学良对此颇为不安。12月24日，他亲自召集会议，劝人们不要要求什么先决条件或保证。当天晚上。高崇民写信给张，表示不同意张的意见，指出在没有任何保证的情况下，放走蒋介石是危险的。在这同时，东北军和十七路军的一些高级将领，联名写信直送宋子文。提出，已经达成的协议必须有人签字，“中央军”必须先撤出潼关，然后才能释蒋。否则，虽然张、杨两将军答应，我们也誓死反对，口气相当强硬。宋子文见信后，慌忙去见宋美龄、蒋介石。蒋又吓坏了，立即要宋子文去找张学良商量办法，还要他亲自去找杨虎城求情，要求无论如何尽早放他回南京。
张学良认为事态严重，唯恐日久生变，决心尽快放蒋回南京。25日下午，他既没有同周恩来同志商量，也没有告诉自己的部下，竟与杨虎城秘密送蒋去飞机场。当时飞机场上有很多人在等候欢迎傅作义的代表，蒋介石误以为是张、杨部下赶来机场，阻止他起飞。他心慌意乱，又结结巴巴地向杨虎城重申了履行协议的保证。
张学良更错误地决定亲送蒋介石回南京。杨虎城不同意，再三追问。如果他回不了西安，怎么办？张学良竟以将东北军交由杨虎城指挥的慷慨言辞，使杨无法再开口谏诤。
张、杨送蒋去机场后，孙铭久得到卫士的报告，赶忙去找周恩来同志。这一突然的情况，使周恩来同志也不禁吃了一惊。他们当好乘车去追赶，但赶到机场时，飞机已起飞了。蒋介石飞到洛阳，即迫使张学良下手令，要杨虎城释放蒋的全部将领。随即炮制了一篇所谓的《对张杨的训词》，其内容含含糊糊，曲曲折折，暴露了流氓成性的蒋介石阴险而又狡猾的一面。为了揭露蒋介石的反动伎俩，再一次敦促地履行协议，毛主席代表党中央发表了《关于蒋介石声明的声明》。其中宣布了蒋介石在西安已经答应实行的六项条件，指出，蒋介石是因为保证实行六项条件才恢复自由的。“蒋氏如欲在抗日问题上徘徊，推迟其诺言的实践，则全国人民的革命浪潮势将席卷蒋氏以去。”
西安事变的和平解决了。但由于张学良个人的错误行动，却造成了一些恶果。第一是蒋介石对他采取终身监禁。第二是东北军的瓦解。张学良被监押后，东北军内部立即陷于混乱。青年派主张，如果蒋介石不放张学良回西安，就坚决同蒋介石拼。王以哲等老派人物，则主张和平解决。按我党的意见，对蒋介石，主要看他是否履行抗日条件，而不应以对张学良个人的处置为中心。老派人物接受了我党的意见。但这时张慕陶跑到西安来，从事挑拨破坏。他煽动十七路军中的一些人，并结合一心想争回张学良的东北军青年派，坚决反对和平解决，把主张和平解决的人都视为只想个人升官发财，不是为了东北军的整体，不是为了张学良。因为在东北军中，张学良长期培养了以他自己为中心的思想，所以青年派的这些论调，是颇有市场的。这时蒋介石也加紧对东北军和十七路军实行分化瓦解的政策。结果弄得东北军内部乱成一片。1937年2月，青年派把王以哲杀了。后来老派又把站在青年派一边的高福源杀了，同时还杀了参加杀王以哲的人，作为报复。这样，东北军自相残杀起来了。我们党当时曾经向他们表示：尽管我们主张和平解决，但如果蒋介石打来了，我们还是支持你们的。可是由于群龙无首，东北军始终定不了方针。还在他们犹豫不决、两派互相争斗时，蒋介石就把军队开进了潼关。于是，又对东北军、十七路提出两种方案：甲案是把西安让给蒋介石的中央军，东北军和十七路军撤到陕西西部和甘肃一带。乙案是把西安让出，行辕主任由顾祝同来当，东北调安徽，十七路军仍留陕西西部。由于东北军内部分歧，没有选择甲案，被调出了陕西。张学良的错误行动造成了东北军的悲剧，而这也就削弱了西北地区的抗日力量，给抗日事业造成了一定的损失。
张学良的错误行动并不足以抹杀他做为事变发动者所起的进步作用，更不能减低西安事变的重大历史意义。由于我党中央的正确方针和周恩来同志的卓越工作，西安事变获得和平解决，迫使蒋介石不得不暂时放弃反共内战的政策，从而使全国逐步走上团结抗日的道路。