蒋被释放后，于1937年1月，停止“剿共”。并开始商谈国共合作和红军改编事宜。（1月23日，日本广田内阁因追究军人干政问题，被迫辞职，由陆军元老宇垣一成组阁，但日本陆军对宇垣坚决反对，不参加组阁，宇垣组阁失改。由曾任朝鲜司令官之林铣十郎为首相。林内阁于2月2日成立。这是军人和财界相结合的内阁。其外长为佐滕尚武。中国政府外长改由王宠惠担任。）31日，蒋指示顾祝同（西安绥靖公署主任）对红军“姑且每月支付二、三十万元军费，由杨虎城间接颁发；共军番号暂时照旧，其驻军地点及收编事宜，视情况再作商量。”
2月8日，蒋指示顾祝同，如要统一军队，中共不能再宣传共产主义而要共同实行三民主义。并告顾以此与中共面谈。其中特别强调应以孙文越飞宣言为根据：“盖以总理与越飞之共同声明（1923年）中，越飞已承认中国不能实行共产主义，而赞成三民主义也。”中共于2月10日即致中国国民党五届三中全会，同意蒋的条件，并提出五顶前提条件，如果五项条件被承认，中共也承认蒋的条件和四项保证。五项条件是：“
（一）停止内战，集中国力，一致对外。
（二）开放言论、集会、结社自由，释放政治犯。
（三）召集各党各派各界各军的代表会议，集中全国人材，共同救国。
（四）迅速完成对日抗战之一切准备工作。
（五）改善人民生活。”中共四项保证如下：
“（一）在全国范围内停止对国民政府之武装暴动方针。
（二）‘苏维埃’政府改名为中华民国特区政府，‘红军’改名为国民革命军，直接受中央政府与军事委员会之领导。
（三）在特区政府区域内，实行普选的彻底的民主制度。（四）停止没收地主土地之政策，坚决执行抗日民族统一战线之共同纲领。”
中共这些态度，马上得到全国人民的热烈拥护和支持，纷纷发表声明予以赞扬。国民党五届三中全会于2月15日在南京召开，21日通过了由宋庆龄、何香凝等十三人提出的恢复三大政策案，后经扩大化，变成为“联合世界上以平等待我之国家，联合各党各派，联合各阶级：工、农、兵、学、商”。予以通过。但这个提案通过后，却不许发表，由内部掌握，怕造成广泛影响。同时又通过一个《根绝赤祸案》。此案进一步防备中共影响和指责中共，把过去的国共分裂和蒋之反对共产主义与中国共产党的罪责，都加在中共的身上，不惟毫无反省之意向，而且咄咄逼人，态度强横。
此议案中，不承认红军接受统一改编是国共合作的产物，而认为是红军向蒋输诚。中共的主义之宣传和阶级斗争，也均不被允许，因此，宣传马列主义仍是不合法的。这个“根绝赤祸案”就是根据蒋介石的意图而通过的。
蒋在2月5日的日记中又曾表示：“对内避免内战。然一遇内乱，则不放弃戡乱安内之责任。”这表明，只要有机会，他就对中共军进行袭击。同时对日人谈话中也表示了此种时刻准备打局部内战的决心和对中共政策并未改变的思想。3月6日他对川越茂说：“我国对共产党之政策，并未有何变更，此点可于前次三中全会之宣言及决议案证明之。”3月15日对日本驻华武官喜多诚一说：“余敢以一语告君，即中国有余负责一天，无论共产党或第三国际用何阴谋诡计，余自信皆有办法应付。请贵国勿庸担心。”其实这是中国内政，日本有何权力对之加以干涉，而蒋却对之认真解说，表示决不改变对中共政策。由此知蒋对日本政府一直抱有随时妥协的幻想，或处处留着后路。总之对日本政府总是软绵绵的，硬不起来，绝不像他对中共那样毫不妥协和咄咄逼人。此次谈话中蒋介石再次呼吁，愿和日本“融合两国国民情感”。
关于他和中共的合作问题，进行了多次艰难的谈判。
1937年2月9日，中共中央电西安周恩来，要求编红军为四个军十二个师，成为一个路，由朱、彭领导，中共在军队中的党组织不变。2月10日，又补充：中共应参加国民政府军委会、总司令部、国防会议、国民大会和政府工作。
同日中共发出《中共中央致国民党三中全会电》。其中有五项要求四项保证。四项保证，是承认了蒋与国民政府对抗战的领导权（当时中共承认国民党与蒋介石的领导权，是史实。）。
周恩来又总结出谈判五原则：
“一，可以服从三民主义，但放弃共产主义信仰绝无谈判余地。二，承认国民党在全国领导，但取消共产党绝不可能。惟国民党如能改组成民族革命联盟性质的党，则共产党可整个加入这一联盟，但仍保持其独立组织。三，红军改编后，人数可让步为六、七万，编制可改四个师，每师三个旅六个团，约一万五千人，其余编某路军的直属部队。四，红军改编后，共产党组织饰为秘密，拒绝国民党组织。政训人员自行训练，可实施统一的政训纲领。但不能辱骂和反对共产党。五，苏区改特区后，俟共产党在非苏区公开后，国民党亦得在特区活动。”（此信原文如此）。
这五项条件，是承认国民党的全国领导地位，并向蒋介石表明：共产主义信仰不放弃；共产党仍独立存在，以及自己组建军队的自由。
1937年2月11日，蒋经国于斯维尔德洛夫市因在斯大林的清洗中受到牵联而被监禁，心情十分沉重。于此危难关头，蒋介石命驻苏大使蒋廷黻找到他的儿子。该电报说：
“请找到我儿子，并送回来。”
该大使便立即向苏联政府提出这个问题。斯大林当时已转向支持蒋介石抗日，希望以蒋氏的抗日行动，减轻其东方的威胁，便答应了蒋介石要回儿子的要求。几天以后，蒋经国就到了中国驻苏大使馆，见到了蒋大使，并答应带妻、儿回国。
2月16日，蒋介石电顾祝同军队改编问题要点如下：
“中央准编其四团制师之两师，照中央编制，八团兵力当在一万五千人。以上之数不能再多。”又云：“各师之参谋长与师内各级之副职，自副师长乃至副排长人员，皆应由中央派充也。”“其他对于政治者，待军事办法商妥后，再由恩来来京另议。”
后经双方激烈争论，互有让步，双方议定红军改编成三个师。但在副职和红军改编后之独立存在问题，双方仍然争论激烈，无法统一。蒋还要取消红军中的政工人员，也为红军所绝对不能接受。
2月26日，张冲于南京三中全会结束后返西安谈判时，蒋又面告三点：
一，共产党公开要等宪法公布后；
二，特区制恐为中央的法令所不容许；
三，红军可以改编为三师九团，不能再增。
经过双方反复磋商后，各提出一个意见稿。中共为周恩来所提，国民党方面由贺衷寒提出。但双方均不能接受对方意见。
周提案：
（一）红军地区改为陕甘宁行政区，执行中央统一政令、法令，行政人员由民选推荐，请中央任命。
（二）红军改编为国民革命军，服从中央政府军委会和蒋委员长统一指挥。待遇与国军等。各级指挥员，由红军自己推选，呈军委会任命。政训工作由中央派人联络。
（三）红军改编为三个师以上，特设某路军总指挥部，其直属队为特务营、工兵营。
3月11日，贺衷寒又提出一个提案：
（一）红军缩编至二万人。
（二）副职干部由国民党派遣。
（三）取消红军中的政治工作人员。
（四）服从国民党一切命令等。
周恩来即将贺案电告中共中央，中共中央于12、13两日复电，说明“贺提案完全不能承认”。周遂要求与蒋介石直接面谈。
3月份蒋开始接济红军军饷。
3月下旬，周恩来飞抵杭州见蒋介石，与蒋面谈一切。向蒋申明六点：
（一）陕甘宁边区需为一整个行政区，不能分割开来。
（二）红军需改编为四万余人队伍。
（三）三个师之上，必设一个由红军干部主持的总部。
（四）中央不能派遣副职和政训人员于军队中。
（五）红军学校必需办完。
（六）红军防地需要增加。
其总原则是：“在红军、苏区方面，以保证我们的绝对领导为原则，在两党关系方面，以保证我党独立性为原则。”
蒋介石以领袖身份，对周恩来的六点内容和两个原则，表示承认。并且谈了不少表示雅量的好话，总计有四个要点：
（一）中共“有民族意识、革命精神，是新生力量”。
（二）第一次国共分裂之责任，在于鲍罗廷。
（三）要求中共与他永久合作，即使他死以后，也要与国民党合作下去，以免英、日联合瓜分中国。要中共承认他为领袖。
（四）只要永久合作，一切都好商量。
但到6月4日，周恩来携带《关于御侮救亡复兴中国的民族统一纲领草案》和十三个具体问题到庐山见蒋介石时，蒋在保证中共独立性问题上，又反悔了他在杭州对周恩来的许诺，提出建立“国民革命同盟会”，把中共溶解在同盟会中。该会以蒋为主席，有最后决定权。同盟会中，国、共双方派相同数量干部参加。两党对外行动和宣传，统由同盟会讨论决定，然后共同执行。将来也可以组成两党合组之党，并与第三国际发生直接关系，以取代共产党对第三国际的关系。总之他希望把中共合并到国民党中去，取消共产党的独立性。周恩来对此则坚决不同意。
关于三个师之上设一总部事，蒋也不同意，主张设一个政训处。并且说：“请毛先生、朱先生出洋。”周当然也予以拒绝。此次谈判毫无具体结果。19日，周返延安报告实况。毛泽东听后，认为有必要让步，以便使谈判成功，于是原则上同意成立“国民革命同盟会”提案。但在该会必须有一个共同纲领，以保持共产党的独立性和言论自由。此案未能成功。对于设三师之上的指挥部一事坚持战时必设，平时可以不设。但蒋则仍坚持原议，并特别坚持朱德出洋，否则断绝接济。
至此，毛泽东表示不能再行妥协。如果谈不成就自行宣布改编。三师可用暂编名义，共四万五千人。边区政府可于7月份选举成立，并向蒋推荐张继、宋子文、于右任为边区行政长官候选人。中共方面，以林伯渠为副长官。另对南方游击区、释放政治犯、国大选举诸问题，也拟定了具体意见，准备和蒋再次谈判。6月26日，南京电邀周恩来到庐山谈判。7月17日，“七·七事变”十天之后，双方又开始谈判。中共代表为周恩来、博古、林伯渠三人。蒋介石率邵力子、张冲直接和周等面谈。但仍坚持只设政训处于三师之上，参谋长由中央派充。周等则坚决不接受。此次又无结果而罢。周等暂到南京、上海两地观变。7月27日，周等抵达西安。毛泽东电示周等具体改编事项六点：
（一）8月15日编好，20日出兵抗战。
（二）三师以上设总指挥部，由朱德任总指挥，彭为副职。政治部主任为任弼时，副主任为邓小平。
（三）三师共四万五千人，地方部队一万人，设保安队正副司令各一。高岗为正，萧劲光为副。
（四）主力出动集结作战，不得分割使用。
（五）三师担任绥远方面抗战。
（六）武器补充。
8月9日，周恩来、朱德、叶剑英应南京电邀，携此改编方案到南京谈判，并参加蒋介石的国防会议。时日军重兵威胁上海，不几天又发生“八·一三”上海抗战。蒋介石于8月14日，发表抗战声明：“中国决不放弃领土之任何部分，遇有侵略，惟有实行天赋之自卫权，以应付之。”
蒋于此紧急关头，急需红军参加山西抗战，便勉强接受了中共条件，同意按周等六点改编红军。8月19日，双方达成改编红军为第八路军协议。8月22日，国民政府正式发布任命命令。
边区政府也由中共坚持，任命林伯渠为陕甘宁边区政府主席。以前之张、宋、于三人为蒋拒绝；而蒋提之丁惟汾则为中共拒绝，故最后由林出任。
从此开始，第二次国共合作正式形成。从中可以看出来，蒋本欲在改编中完全控制中共部队，达到消灭红军的目的。但因中共坚决反对，拖延改编而日寇又迅速全面进攻中国，蒋无时间，也无条件再谈下去，便答应了中共条件，允红军和中共以独立存在地位，不得已放弃了“先安内而后攘外”政策，改而为“先攘外而后安内”政策。
蒋失败逃台后，认为此政策之改变，导致了他的一败涂地。这种检讨没有道理，如无其政治腐败与经济崩溃，则他决不会失败得如此之快。而政治腐败与经济崩溃，又是直接来源于其个人专制独裁的封建政治！他找一百个理由不能实行民主，结果贻害国家，亦贻害自身！因为20世纪40年代的中国，已不是愚民遍地的中国，愚民政策，已行不通了。
在双方谈判接近成攻时，中共中央发表了《中共中央为公布国共合作宣言》（1937年7月15日）。该宣言提出了三项奋斗总目标和四项宣言要点。总目标是：
（一）争取中华民族之独立自由与解放。首先切实迅速地准备与发展民族抗战，以收复失地，恢复领土、主权之完整。
（二）实现民权政治，召开国民大会，以制定宪法与规定救国方针。
（三）实现中国人民之幸福与愉快的生活，首先须切实救济灾荒，安定民生，发展国防经济，解除人民痛苦与改善人民生活。
四项宣言要点：
（一）孙中山先生的三民主义为中国今日之必须，本党愿为其彻底实现而奋斗。
（二）取消一切推翻国民党政权的暴动政策及赤化运动，停止以暴力没收地主土地的政策。
（三）取消现存的苏维埃政府，实行民权政治，以期全国政权统一。
（四）取消红军名义及番号，改编为国民革命军，受国民政府军事委员会之统辖，并待命出动，担任抗日前线之职责。
此宣言至8月份蒋才给予发表。
西安事变后，蒋介石对张学良和杨虎城采取了严酷的报复行动；张学良囚禁终生，杨虎城于1949年被杀身亡，连妻儿也不放过。举国为之义愤填膺。
谈到张学良，凡与他接近的人，都是对他肃然起敬的。据香港作者高山流和守护张学良的军统旧人s君的谈话记录，张有如下非凡的特点和长处：
（一）有极端强烈的爱国主义思想。s君说：“经我和张先生较长时间相处的结果，我觉得张先生这个人，有两点特别值得一提：一个特点是爱国思想极端强烈。……他常说：‘……我则除了国仇之外，还有家恨！……我则是要抗日就必须立即动手。’……王妈……说：‘副司令因为恨日本人，多少年来，家里连日本人生产的任何东西，半点都不许用的。’”
（二）勇于认错，襟怀磊落。
（三）对人有丰富的感情，坦诚可亲。
（四）胸襟豁达，不钻牛角尖，自寻苦恼。
（五）对部属很宽厚，给人以改错机会，不计小疵小非。
（六）重视把握现实，绝不牵绕于过去和追求幻想。注意把精神寄托于某一件事上。
他的作人原则是：多看书，认为开卷有益；胸襟广大，待人以宽恕为本；做人不怕吃亏，认为今日的吃亏就是明日的便宜。
他的幽居地方是：溪口、萍乡、郴州、沅陵、贵阳郊区修文县的阳明祠（在此处，开始由赵四小姐陪同钻研王阳明学说和明史。赵四小姐则帮助写札记）、成都、台湾新竹、台北。
对于国家抗日政见，他认为抗日必胜，但对国共之间的胜败就难说了。
在抗战时期，张学良爱国，对日本尤其切齿仇恨。但他在政治立场上，仍然不能和中国共产党调协一致，只有在抗日御侮中，才能和中共携手共济。至于到台湾以后直至今日的一段时期里，张的政治思想，则不得而知。他似乎已“视破红尘”，对政治问题不感兴趣，也不愿回忆往事。对西安事变，他仍坚持是对攘外、安内的次序之争，和蒋没有根本不同。
1991年，看过一次关于他答日本方面某人士的采访录相，很短，没有几句话，最主要的是上面谈到的对他和蒋在西安事变中的争执焦点和他再次告诫日本人不可重犯旧罪的内容。
近来又得到张将军1990年写给东北大学校友会的一段话，谨录之于书：
“不怕死，不爱钱，丈夫决不受人怜。顶天立地男儿汉，磊落光明度余年。
张学良七十九年十二月三十一日”
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