张学良记得，在他成为军人的那一天，父亲张作霖便对他说：“你要做军人吗？你要把脑袋割下来挂在裤腰带上！”在下达扣蒋命令之际，张学良大有“把脑袋割下来挂在裤腰带上”的感觉。孙铭九对笔者说起，记得在十二月十一日夜十时左右，当他奉命来到金家巷张公馆，张学良这么对他说：“现在要你去请蒋委员长进城！绝对不能把他打死！”张学良已意识到这一“兵谏”之举倘若失败，后果将会如何。他对孙铭九如此说：“明天这个时候，说不定我和你不能再见面了。你死，我死，说不定了。”孙铭九也意识到此行也许有去无回。这样，他在出发前回家向妻子刘静坤告别。他还匆匆写了一张遗嘱式的纸条，放在军装上衣右边的口袋里。他写道：“如果我回不来，拜托应德田把我的兄弟孙明昌送到陕北或者苏联去学习。”应德田，也就是跟他同住一个四合院的张学良随从秘书。午夜，东北军、西北军展开了联合行动：张学良的东北军负责前往临潼扣蒋，杨虎城的西北军则负责扣押蒋介石在西安城内的军政大员。张学良任命东北军第一○五师师长刘多荃为总指挥。东北军又分内外线：外线在华清池四周警戒，防止蒋介石的卫队武装突围；内线则是孙铭九、白凤翔、刘桂五以及张学良卫队第一营营长王玉瓒，深入华清池，执行扣蒋任务。内线由第一○五师第二旅旅长唐君尧指挥。
在一切布置停当后，张学良把这一重要消息告诉了秘书刘鼎。就在刘鼎忽忙去买电池时，孙铭九已和白凤翔、刘桂五朝临潼进发了。他们所率的东北军士兵，当时并不知道行动的真相，长官们只对士兵们诈称：副司令张学良被扣押在华清池，赶快前去营救！要活捉蒋介石。因为蒋介石扣了张学良，只有扣了蒋介石才能救张学良！
事先摸清的蒋介石卫队兵力是：院内，约三十人；院外，禹王庙附近，有宪兵四十人左右（后来才知是七十人左右）。王玉瓒率领的一营，负责解决禹王庙的宪兵。孙铭九手下的连长王协一，率五十人乘一辆卡车，首先出现在华清池大门前。门卫拦车，王协一的卡车仍朝里进。门卫开枪了，打破了黑夜的宁静。王协一指挥兵士下车还击，双方激烈枪战。这时，孙铭九的卡车到达，车上也有五十多人。在混战中，孙铭九率部冲过大门。二道门的火力甚猛，因为蒋介石的卫队听见枪声，火速起床加入了战斗。
孙铭九绕过二道门前密集的弹雨，和连长王协一匍匐摸进了五间厅。当他们闯入蒋介石的卧室，吃了一惊：人去房空！环顾四周，桌子上放着蒋介石的军帽、皮包以及假牙，衣架上挂着大衣，孙铭九用手一摸被窝，还是温暖的，这表明蒋介石刚刚出走。床旁的一扇窗开着，说明蒋介石可能由此越窗而逃。白凤翔、刘桂五带领的队伍也先后到达五间厅。听说蒋介石逃了，都吃了一惊，分头开始搜索。刘多荃师长在华清池门口接通了张学良的电话，向他报告蒋介石逃跑的消息，张学良也捏了把汗。就在这时，孙铭九前来报告，说是一名士兵在后山墙下发现一只鞋子，表明蒋介石可能翻过墙头上山去了。“搜山！”刘多荃下了命令。那山，也就是骊山。骊，即毛色纯黑的马。那山形似马，山色纯黑，得名骊山。此山自古以来，便颇有名气。相传周幽王举烽火戏诸侯的那个烽火台，就在此山上。秦始皇陵，在此山北麓。华清池及唐朝华清宫故址，在山的西北麓。
东北军沿着骊山西北麓，开始搜山。此时，东北军的士兵们才从长官那里得知，搜山是为了搜蒋委员长，并严格规定，绝对不许伤害蒋委员长——士兵们终于明白此次行动的真正目的。谁活捉蒋委员长，赏钱一万元。士兵们纷纷踊跃搜山。在半山腰，孙铭九那二营八连的班长陈思孝抓住一个蒋介石侍卫。孙铭九闻讯，疾步赶了上去。那侍卫在寒风中哆嗦着，但不肯讲出蒋介石在哪里。事后才知，此人是蒋介石的贴身侍卫、侄儿蒋孝镇。
孙铭九用手枪对着蒋孝镇的脑袋，逼问蒋委员长在哪里。蒋孝镇虽仍不肯讲，但无意朝山上斜乜了一眼。孙铭九敏锐地察觉，也就指挥士兵朝他眼睛所瞟的方向追索。没多久，陈思孝在前面大喊：“报告营长，委员长在这里呢！在这里呢！”孙铭九飞步奔去，见到蒋介石从一山洞里出来，正扶着洞口的岩石站着。此时，天色微明。
蒋介石光着脚，光着头，灰白短发，上身穿一件古铜色绸袍，下身穿一件白色睡裤，颤巍巍
立在朔风之中。事后，才知是蒋孝镇背着他上山，避于山洞之中。
蒋介石此时，尚在云里雾中。他不知突袭华清池行辕的是什么部队——他最担心的是红军发动袭击。于是他问道：“你们是哪里来的？”孙铭九立即答道：“是东北军！”蒋介石一听，松了一口气。孙铭九继续说道：“是张副司令命令我们来保护委员长的，请委员长进城，领导我们抗日，打回东北去！”关于此后的情景，美国记者斯诺在其一九三七年出版的名著《西行漫记》中，是这么写及的：孙铭九向他打了招呼，总司令的第一句话是：“你是同志，就开枪把我打死算了。”孙回答说：“我们不开枪。我们只要求你领导我国抗日。”蒋介石仍坐在大石上，结结巴巴地说：“把张少帅叫来，我就下山。”“张少帅不在这里。城里的部队已起义；我们是来保护你的。”总司令闻此似乎感到放心多了，要派一匹马送他下山。“这里没有马，”孙铭九说，“不过我可以背你下山。”他在蒋介石前面蹲下。蒋介石犹豫了一会就同意了，吃力地趴在这个年轻军官的宽阔背上。他们就这样在军队卫护下下了山，等仆人送来他的鞋子，然后在山脚下上汽车开到西安去了。“既往不咎，”孙铭九对他说，“从今开始中国必须采取新政策。你打算怎么办？……中国的唯一紧急任务就是打日本。这是东北人民的特别要求。你为什么不打日本而下令打红军？
“我是中国人民的领袖，”蒋介石大声说，“我代表国家，我认为我的政策是正确的。”斯诺：《西行漫记》，三六五页，三联书店一九七九年版。本书所引用的这一段，斯诺加了这样的注解：摘自代我在西安府为伦敦《每日先驱报》采访的詹姆斯·贝特兰访问孙铭九的报道。笔者采访孙铭九时，他还忆及：在山上，他一说是东北军，蒋介石马上就说：“哦，你是孙营长，孙铭九。”孙铭九很惊讶，蒋介石怎么会知道他的名字？蒋介石解释说：“有人向我报告过。”紧接着，蒋介石夸奖他道：“你是好青年！”蒋介石的言外之意是说，虽然有人“报告”，但讲的是好话。孙铭九请蒋介石下山，蒋介石说：“我腰痛不能走！”
孙铭九便叫士兵挟架着蒋介石，下了山，然后连推带拉，把他送上小汽车。那是一辆敞篷轿车，车牌号为“一五七七”。在车上，孙铭九坐在蒋介石左边，唐君尧坐在蒋介石右边，前座坐着司机和副官长谭海。在许多辆载着东北军士兵的大卡车护送下，小轿车朝西安城进发。国民党洛阳空军分校校长王勋得知蒋介石在临潼被扣，急派飞行组长蔡锡昌驾驶小型教练机“北平”号，直飞临潼，冒险降落在临潼城外公路上，企图“救驾”。飞机刚一着陆，便被十七路军装甲团扣留。车队驶入西安城，直奔绥靖公署新城大楼，蒋介石便被扣押在大楼内东厢房。与此同时，随蒋介石来西安的南京军政大员蒋作宾（内政部长）、陈诚（军政部次长）、卫立煌（豫鄂皖边区绥靖主任）等，被扣押在西安招待所。
在战斗中，国民党中常委邵元冲死于流弹，蒋介石的副侍卫长蒋孝先被东北军打死，此外死亡的还有蒋介石速记秘书萧乃华、中央宪兵二团团长杨镇业、中央宪兵三团中将杨国珍等。“双十二”飞舞于华清池的弹雨，从此载入了史册……