12月24日晚，周恩来会见了蒋介石。周恩来问蒋介石：“我们要求停止内战，为什么不停止？”蒋答“我等你们到西北来。”周恩来驳斥道：“我们已经到西北一年多了。”蒋就没有话说了。周恩来向蒋介石阐述了中共的政策和西安方面的意图后指出：坚持内战，自速其亡。蒋介石考虑了一下，表示了三点：
（一）停止剿共，联红抗日，统一中国，受他指挥。
（二）由宋氏兄妹及张学良代表他与周恩来解决以前商谈好的问题。
（三）他回南京后，周恩来可以直接和他谈判。
关于西安的谈判情况，周恩来及时向中共中央作了汇报。周恩来在电文中指出：“蒋在此表示确有转机，委托子文确具诚意，子文确有抗日决心与政院布置。”
在各方面的共同努力下，蒋介石、宋氏兄妹与周恩来进行了多次会谈，达成了停止内战的协议，为和平解决西安事变奠定了可靠的基础。
自谈判条件大体商定后，宋子文、宋美龄就要求张学良早日放蒋走，并提出最好在圣诞节回南京，取个吉利。
张学良表示愿意早日放蒋，但是东北军和十七路军的一些重要文武官员提出，蒋介石不做出可靠的保证，不能匆忙草率地放他。他们提出，蒋介石离开西安前必须先撤兵，必须先释放上海被捕的七位爱国人士，蒋介石必须在谈判所通过的条款上亲笔签字，公诸报端。没有这三项保证，就不能放蒋。
在这种情况下，张学良向宋美龄表示：“我们可能需要进行斗争，而对你会非常危险，我可以把委员长偷偷送出来。你和端纳可坐飞机去洛阳。我将让委员长化装乘汽车出城，开到东北军的防地，然后一直把汽车开到洛阳跟你见面。”
宋子文表示同意这一计划作为最后的办法，宋美龄则强烈反对，认为蒋不但受不得汽车上的长途颠簸，而且这也不是他离开的适当方式。
宋子文在12月25日晨收到了东北军和十七路军高级将领和幕僚鲍文樾、马占山、米春霖、杜斌丞等的一封联名信，提出商定的条件只是由“领袖的人格”作保证是不行的，必须有蒋介石的签字，中央军必须立即退出潼关，如若不然，决不放蒋走。
看完这封信，宋子文大吃一惊，蒋介石夫妇更是惊慌不已。宋子文立即去找张、杨两位将军，他向张、杨表示，蒋回南京后，保证立即命令中央军撤出潼关，毫无问题。
宋子文又去找周恩来，请周恩来和中共中央信任他，“他愿负全责去进行上述各项，要蒋、宋今日即走。”
25日中午，宋子文去新城大楼找杨虎城，请杨同意放蒋，杨仍然坚持没有保证不能放蒋走。
当天下午，张学良同杨虎城商议说：“现在不走不行了，夜长梦多，恐怕会出什么大乱子。我今天决心亲自送蒋走。我想在几天内就可以回来的，请你多偏劳几天，假如万一我不回来，东北军今后即完全归你指挥。”
原本素密无间的三姐妹，却因各自不同的人生观和价值观而走上了不同的人生之路，并因此引发了许多的矛盾和冲突。这时，蒋介石已经在宋子文等人的陪同下走出房间，准备上汽车。张学良低声对杨虎城说：“现在就放他。”杨虎城本不同意无保证地放蒋，更不同意张学良亲自陪同蒋介石返南京。但是，他一向尊重张学良，又不知道周恩来是否同意张学良亲送蒋走，当着蒋介石的面又不好争执，只得一起去机场送蒋介石。
张学良、杨虎城两位将军送蒋介石和宋子文、宋美龄等一行到飞机场。只见机场上人头攒簇，有2000多名群众准备迎接即将来西安的抗日将军傅作义。蒋介石、宋子文见那么多人聚集在那里，有点紧张。蒋介石赶忙对张、杨说：“我答应你们的条件，我以领袖的人格保证实现，你们放心，假如以后不能实现，你们可以不承认我是你们的领袖。我答应你们的条件，我再重复一遍：（一）明令中央入关部队于二十五日前起调出潼关。（二）停止内战，集中国力，一致对外。（三）改组政府，集中各方人才，容纳抗日主张。（四）改变外交政策，实行联合一切同情中国民族解放的国家。（五）释放上海各被捕领袖，即下令办理。（六）西北各省军政，统由张、杨两将军负其全责。”
蒋介石换了口气，又说：“今天以前发生内战，你们负责。今天以后发生内战，我负责，今后我绝不剿共。我有错，我承认。你们有错，你们亦应承认。”“我答应你们的那些事，我回南京后，一一都可实现，你们放心，不然我也不成其为国家民族之领袖。”
待蒋介石说完，张学良将手谕交给杨虎城，内容是请杨自25日代理他的职务，万一有事，东北军听从杨和于学忠的指挥。
下午四点多钟，蒋介石和宋氏兄妹登上飞机，张学良也登上自己的飞机，同时起飞赴洛阳。26日中午，蒋介石夫妇飞返南京，宋子文和张学良亦于当天下午同机到达。至此，西安事变得到了和平解决。
西安事变的和平解决，成了时局转换的枢纽，它粉碎了日本帝国主义和亲日派的阴谋，推动了国共两党的再度合作，团结抗日，成为由国内革命战争走向抗日民族战争的转折点。
在全国人民抗日救亡运动的影响下，宋子文在国民党的军政要员的一片“讨伐”声中，明确提出了和平解决西安事变的主张，并且成为“当时谈判的所谓和平使者”，他答应在蒋介石出去以后，负责改组南京政府，并且一再表示了抗日决心，这些言论和行动，对促进西安事变早日和平解决起了一定的作用。但是，在西安事变和平解决之后，他答应的改组南京政府等诺言，却都未能兑现。
西安事变是中国近代史上最富戏剧性也是最神秘的一个重大事件。其主要参与者为张学良、杨虎城、周恩来、蒋介石、宋子文和宋美龄。其中，宋子文一方面说服蒋介石妥协，一方面稳住南京政府不要轰炸西安，一方面代表蒋介石与张学良、杨虎城和周恩来谈判。尽管有关西安事变内幕的许多说法或当事人回忆已陆续见诸报刊和书籍。但宋子文的亲笔日记，因其不是为发表而写，反而是最有可能真实记述历史事实的。
1917年，宋美龄大学毕业时，着学士服与威斯里安T．Z．E．姊妹会会友合影。站在人群中的她还不是那么地引人注目。右边最后一排箭头所指为宋美龄。张学良和杨虎城1936年12月12日发动兵变扣押蒋介石后，宋子文日记记述的时间从20日抵达西安当天“探路”开始，到25日蒋介石获释离开西安为止。日记用英文写成，为打字稿，但其中要点和人名均为中文亲笔手写，共15页。这本日记在美国斯坦福大学胡佛研究所档案馆保存60多年后，在宋美龄去世后公布于世。日记中涉及的问题可归纳为以下几个部分：
§§§第一部分 蒋介石痛哭绝食
宋子文20日上午10时乘飞机抵达西安，“我单独拜见委员长。他甚为感动，失声大泣。我对其安慰，告诉他，彼并未蒙羞，相反，整个世界均在关心他，同情他。”
蒋介石刚被捉之时，态度羞愤绝望，不吃不喝，与张学良连话都不讲，更别说谈判了。张学良告诉宋子文，蒋曾于17日接受他所提出的四项条件，即：1．改组国府、采纳抗日分子；2．废除《塘沽》《何梅》《察北》协定；3．发动抗日运动；4．释放被捕七人。但蒋当天早晨又改变了主意。
蒋在见面时果真告诉宋，他不会在胁迫下接受任何条件，军事解决为惟一之途。宋向蒋指出，“军事上之成功并不能确保其性命之保全，即便西安被占，他们尚可退至接壤共区，惟国家将陷于分裂，内战四起……”
当天下午，蒋介石“渐次通情达理”。他再次见张学良，事后告宋，他已同意张学良将其军队开往绥远；召开大会讨论四项条件；改组陕西省政府，由杨虎城提名人选。
§§§第二部分 蒋介石性命堪忧
宋子文在西安之所以敢对蒋介石直言，晓以利害，其主要原因是宋子文抵达西安后确实为蒋介石的性命感到担忧。
宋子文在日记中写道：“他们（张、杨）已走向极端，若其遭受失败之打击，他们甚有可能挟持他退往其山上要塞，甚或，他们可能变成一伙暴徒，并在暴徒心态下杀死他。汉卿（张学良）直言不讳告诉我，其委员会已经决定，若一旦爆发大规模战事，为安全起见，他们将把委员长交给中共。这决非凭空之威胁。”
当天晚上，宋继续探寻解决办法，与张、杨甚至谈到请阎锡山出面调停。他在次日的日记中得出了惟一结论：和平解决。
“一、此次运动不仅系由张、杨二人所发动，而且亦得到全体官兵上下一致之支持。张、杨至为团结，南京方面许多人计划并希望彼二人分裂，此不仅不可能，且充满严重危险。
二、张、杨与中共两方军队联合一起，将成一令人生畏之集团，以现有之兵力，加之有利之地形，在目标一致之条件下，他们完全可固守战场数月。
三、中共已毫无保留地将其命运与张、杨维系在一起。
在离开南京之前，我一直在军事解决与政治解决间摇摆，然经我实地细量，我坚信，拯救中国惟一之途只能藉政治解决。”
§§§第三部分 张学良扣下蒋遗嘱
21日上午11时，宋子文在离开西安返回南京前1小时再次面见蒋介石。蒋介石交给他几份遗嘱，是分别写给全国人民、夫人宋美龄和他两个儿子的。蒋要宋先将遗嘱给张学良过目，但张过目后扣下了蒋的遗嘱。宋子文写道：“（张）谓假如发生战事，他以人格保证将把这些遗嘱发送，但现在他不会允其发送。”
蒋还要求宋子文不要让宋美龄前来西安，并劝宋子文也不要返回南京。但当时宋子文已拿定主意，心中有了一个救蒋介石一命的初步方案。
那时的宋美龄，刚从美国留学归来，以她那过人的才华和洋化的做派，在十里洋场成为风云人物。同时引起了蒋介石的追慕与爱恋。“我不知何种政治解决切实可行，但我决定先行如下几点：
1．应让蒋夫人来西安照顾委员长，并改变其听天由命之态度。
2．由戴雨农（戴笠）代表黄埔系前来西安，亲身观察此地之局势。
3．派一将军来西安，以处理可能产生之军事问题。”
三点方案得到了张、杨的赞同。而且，张还特意给宋美龄和戴笠写了信。但张同时表示，“倘西安发生战事，蒋夫人之安全不能得到保障。”
§§§第四部分 宋被怀疑策划西安事变
宋子文执意返回南京后却发现，他离开才一天的国民党中央政府已失去对他的信任，因为他没有像蒋介石那样被扣在西安，居然平安而归。宋子文在日记中写道：“此地之气氛系对我能够回来充满不信任。”“我还听张公权之姐的某朋友言，张公权称，西安事变系我一手策划。”
宋子文到南京后，首先与宋美龄、宋蔼龄和戴笠商谈对策。他们均赞同宋的方案。然后，宋才向国民党要员汇报张、杨提出的四项条件和他的计划。
宋子文记录道：“熊（式辉）说，他担心委员长在西安会违心被迫接受彼等条件。我言，以彼如此了解委员长之为人，竟谓委员长会被逼违心签字，我甚感惊讶，此系对其人格之污辱。
何（应钦）问，汉卿（张学良）为何提出让戴雨农去，让蒋铭三去是否亦出同样目的，他们是不是欲逼其透露我方军事计划？我答，目前时间紧迫，质疑彼等动机毫无意义。
叶（楚伧）评论道，站在政治委员会立场言，只要委员长在遭胁迫，他就不能同意任何条件……”
但宋子文回南京的主要目的是说服南京方面暂勿攻打西安。他告诉南京政府要员，绝对不能采取军事行动，“他们让我直截了当回答，委员长是否希望军事解决。此问题我因先前曾与蒋、孔二夫人讨论过，故便模棱两可地答日，若能寻得和平解决之道，委员长不希望看到再发生内战。”
根据宋子文日记，当晚和第二天上午，政府要员都在开会讨论他的建议。结论是“停战期缩为3天，根本未提停止地面进攻，仅言将停止飞机轰炸”。
§§§第五部分 张、杨要求召开名流大会
宋子文22日携宋美龄、郭增恺、戴笠及蒋鼎文飞抵西安。蒋介石与宋美龄团圆后态度进一步转变，同意妥协，指定宋美龄和宋子文为其与周恩来谈判的代表。
宋美龄的出现，不仅让蒋介石赢得美人归，同时他的政治生涯也有了得力的助手，蒋介石自是春风得意。宋子文写道：“委员长说，我必须要求周同意：1．取消中华苏维埃政府；2．取消红军名义；3．放弃阶级斗争；4．愿意服从委员长作为总司令的指挥。要告诉周，他一刻亦没忘记改组国民党之必要。他保证将于三个月内召集国民大会……重组国民党后，倘若共产党尊其为服从总理，他将同意：1．国共联合；2．抗日容共联俄；3．他将给汉卿发布手令，收编红军，收编人数将视其拥有武器之精良度决定。”
但张、杨23日上午的建议令宋子文大感意外。他们提出，由蒋介石出面，即刻在西安召集一由朝野各界官员名流大会，出席者应包括陈果夫、李（宗仁）、白（崇禧）、李济深、冯玉祥、孙夫人、韩（复榘）、宋（哲元）、刘湘、宋子文、张学良等。大会作出决议后，蒋介石才可离开西安。宋子文说：“我对如此条件甚感失望，因为我了解南京方面的态度，他们不会接受。”他提出了不召开名流与政府官员大会反建议。
§§§第六部分 宋子文拒绝组阁
当天，蒋介石让宋子文与张学良一道去见周恩来。周告诉宋，中共已原则上同意取消苏维埃政府及在中央政府的领导下作战。若蒋介石同意抗日，中共可不要求参加改组后的国民政府。“他们欲支持者非委员长个人，而系出于民族之大义。”23日下午，宋子文与张学良、杨虎城、周恩来就已开始讨论国民政府新内阁人选。
“彼等一再劝说由我组阁，但是，我告诉他们，出于政治及个人原因，我绝对不会领导现在之内阁，且亦不会参加。他们坚持让我执掌财政部，因为那样他们就会对获取其日常之开销有信心。他们对外交部长人选不能为亲日分子亦甚关切，我与他们讨论了几名人选，我建议由徐新六来担任，徐系一热情民族主义者，同时本人又未有如此多色彩，因而不会让日本人解释为：他的任命即意味战争之来临。关于军政部长，他们建议，此人不应有名无实，而应是委员长真正可倚赖者。因为亲日，交通部他们不想要张公权担任，而海军部他们亦不愿由陈绍宽担任。”
§§§第七部分 张学良、杨虎城发生激烈争吵
宋子文与宋美龄一道向蒋介石汇报了谈判结果。蒋介石答复：
一、他将不再担任行政院院长，拟命孔（祥熙）博士担任。新内阁绝不会再有亲日派。
二、返回南京后，他将释放在上海被捕之七人。
三、1．设立西北行营主任，由张（学良）负责。
2．同意将中央军调离陕、甘。
3．中共军队应当易帜，改编为正规军某师之番号。
4．中日一旦爆发战争，所有军队一视同仁。
四、1．派蒋鼎文将军去命令中央军停止进军。
2．将与张学良讨论双方共同撤军，在离开西安后，他将发布手令。
“我将上述答复交予张、杨及周，他们似甚为满意，次日上午，他们将召开军事委员会会议。当日深夜，周拜访了蒋夫人，同时他亦与委员长简单寒暄了几句。”
至此，西安事变看来已经和平解决。但24日上午，局势突然发生逆转。首先是张学良的部下不同意在蒋介石未履行部分承诺的情况下就放其离开西安，二是张学良为此与杨虎城闹翻。