就在红军占领延安之后，周恩来一行在十七日清早赶往延安城南两道川，打算从那里前往甘泉——张学良有部队驻扎甘泉，可以派汽车送他们去西安。
正在这时，空中响起了飞机的轰鸣声！周恩来大喜，急忙回头，重返延安。
那架飞机，便是张学良的“波鹰”专机，由一位美国飞行员驾驶。机舱里的乘客只有一个，那便是张学良的秘书、中共党员刘鼎。飞机在机场降落。这时红军虽已进城，机场仍在民团控制之中。飞机一降落，民团人员便跑了过来，见是张学良的专机，也就没有盘问。过了半个小时，说是县长来了。那县长叫高锦尚，是国民党任命的肤施县县长。刘鼎对他说是去绥德办事，也就应付过去了。刘鼎心急似焚，一小时过去了，还未见周恩来的影子！飞行员说，要关掉一个发动机，以节省汽油，这么长久等下去不行。正在这时，民团纷纷逃散，说是红军来了。没一会儿，一队兵马风驰电掣而来。刘鼎一瞧，为首者一脸黑须，正是周恩来！于是，众人七手八脚忙着卸货，机舱里装载着张学良送给红军的弹药。张学良的专机，可坐二十人。实际上，上机二十二人——行李舱空着，有两人坐在那里。飞机终于起飞了。一路上，周恩来细心倾听着刘鼎报告西安事变的详况，特别是询问了蒋介石的情况……当刘鼎说及张学良在派兵扣蒋时再三关照抓活的，周恩来非常注意这一细节，因为这表明张学良从一开始就无杀蒋之意，而只是着眼于逼蒋抗日。周恩来身在保安，所知情况限于几份电报，颇为闭塞，刘鼎的汇报使他对西安的事态有了第一手的了解。
飞机抵达西安，已是下午。下了飞机，上了汽车，便直奔城内金家巷张公馆。
这时，周恩来忽地对刘鼎说：“最好先找个地方落脚。”幸亏刘鼎对西安已是人熟地熟，他急令司机驶往金家巷不远处，跟孙铭九家同一排的一座房子。那是中共地下党员涂作潮的住处。前文已经提及，涂作潮原在上海中共特科工作，刘鼎请他来西安，在七贤庄一号地下室设立了秘密电台。
周恩来进入涂家，要把又浓又长的胡子刮去。用刀片，哪里刮得动？又找来剪刀，那剪刀又不好使。好不容易，总算剪掉了长髯。这时，已不断有人来催：“副司令在等！”周恩来来到金家巷张公馆，张学良已在门口恭候。张学良见了周恩来的头一句话便是：“美髯公，你的胡子哪里去了？”张学良左右皆惊，悄然私议：“副司令什么时候跟周恩来见过面？”其实，周恩来除了一九三六年四月九日在肤施天主教堂和张学良作了彻夜长谈之外，又在五月十二日赴肤施会晤他。所以这一回是跟张学良第三次见面了。
张学良在四月二十二日曾致函周恩来，说及第一次晤面，“坐谈竟夜，快慰生平”，“感服先生肝胆照人”。正因为这样，张学良对于周恩来的来临，企盼已久。张学良和周恩来马上开始长谈。张学良担心周恩来旅途疲惫，而周恩来双眼炯炯，连声说冒雪赶来便是为了当面深谈。张学良在发动西安事变之后，面对错综复杂的形势，正感到“束手彷徨，问策无人”，而周恩来资深智广，恰恰是张学良最需要的策划人。
周、张会谈，一开始，周恩来便盛赞了张、杨发动西安事变的壮举。紧接着，双方的话题切入关键性问题，即如何处置蒋介石。周恩来不发话，先是倾听张学良的见解。张学良说道：“据我看，争取蒋抗日，现在最有可能。只要蒋答应停止内战，一致抗日，应该放蒋，并拥护他做全国抗日的领袖。”周恩来赞赏张学良之见，却出乎意料地说：“西安事变是震惊中外的大事，但多少带有‘军事阴谋’性质。”
张学良一听，颇为不悦：“我为公不为私，怎么是阴谋？”周恩来微笑着，作了解释：“扣蒋出其不意，乘其不备，不同于十月革命时擒沙皇尼古拉，也不同于滑铁卢战役擒拿破仑。蒋介石的军事实力原封不动，西安方面与南京政府已经处于对立地位，因此，对蒋介石的处置要十分慎重。”周恩来接着进行分析：“如张将军所言，如能说服蒋介石停止内战，一致抗日，中国就会有一个好的前途；倘若宣布他的罪状，交付人民审判，最后把他杀掉，不仅不能停止内战，而且给日军灭亡中国提供了便利条件。”周恩来的后一段话，是因为他听刘鼎说及，张学良十六日在西安群众大会上曾宣称，如果蒋介石拒不谈抗日问题，他将公布蒋介石在“九一八事变”时给他的不抵抗电文，把蒋交给人民审判！这样，周恩来和张学良经过商谈，下定了和平解决西安事变的决心。二十多年后，张学良曾忆及这次会谈：“周至此时，俨然为西安之谋主矣！”会谈结束后，周恩来便下榻于金家巷张公馆。张学良住西边那幢楼，周恩来及其随行人员住东边一幢楼。
当天深夜，周恩来便致电“毛并中央”，报告：“我率罗、杜（引者注：指罗瑞卿、杜理卿）等九人今乘机抵西安，即与张面谈，并住张公馆。”周恩来谈及处置蒋介石的意见：“在策略上答应保蒋安全是可以的，但声明如南京兵挑起内战，则蒋安全无望。”电报中，周恩来报告了他与张学良商定的五项条件，因为宋子文即将来西安谈判，将以这五项为谈判条件：
一、停止内战，中央军全部开出潼关。
二、下令全国援绥抗战。
三、宋子文负责成立南京过渡政府，肃清一切亲日派。
四、成立抗日联军。
五、释放政治犯，实现民主，武装群众，开救国会议，先在西安开筹备会。
毛泽东在保安窑洞中，焦急地等待着西安消息。他一连数次询问，周恩来的电报来了没有？接到周恩来这封电报，毛泽东舒了一口气。