蒋介石在洛阳经过一个多月的军事部署后，于12月4日身着戎装，带领大批高级将领从洛阳乘专车，再次来到西安，驻临潼华清池，下榻于五间厅。
蒋介石到达西安后，立即着手实施新的“剿共”计划。他把东北军、十七路军师长以上军官一个一个地请到华清池谈话、吃饭、照相，要他们服从命令，进攻红军。
12月7日，张学良请杨虎城到金家巷张公馆，商量停止内战的办法。张学良主张再劝蒋一次，他再不听，就先礼后兵，那时我们也对得起他。杨虎城则不同意，他认为蒋是个死不回头的人，劝不转；如果与蒋说翻了，露出马脚，让蒋走了就不好办了。最后杨虎城同意张学良的意见，答应再试一次。
当天晚上，张学良去临潼华清池向蒋介石哭谏，对蒋介石说，九一八事变爆发时，您宣布：我们必须有两年的准备时间，然后才能把日寇赶出中国。现在日寇由占领东北进而控制冀察，今又由冀察而进窥绥远。这种节节进逼永无止境的野心，如再不加以制止和反击，将使整个国土全部沦丧于敌人之手，到那时我们都将成为中国历史上的千古罪人而无以自解。蒋介石充耳不闻，毫无所动。
张学良三个多小时的慷慨陈词，并没有使蒋介石回心转意，换来的是蒋介石的勃然大怒：你现在就是拿枪把我打死，我的“剿共”政策也不会改变。
8日上午，张学良对杨虎城说：“我的劝说失败了。蒋还拍桌子同我吵了一阵，你可再去走一趟，看看情况。”
杨虎城心知劝说无效。但还是同意去试试。上午11时，杨虎城去华清池向蒋进谏：“看国内形势，不抗日，国家是没有出路的，人心是趋于抗日的。对红军的事，宜用政治方法解决，不宜再对红军用兵。”
蒋介石又谈了一通剿共为先的论调，杨虎城看蒋态度顽固，再谈下去，恐成僵局，就告退回西安了。
杨虎城回到西安后，立即赶到张公馆，与张学良商量对策，二人认为：劝谏、哭谏均已失败应立即采取行动，不能再失去时机，不能失去人心。他们表示，为了抗日救国，牺牲这两个团体（东北军和和十七路军）也值得。最后张学良说：“我们为了国家，对蒋介石也仁至义尽了，现在只有干的一条路。”他们决定兵谏。
决定兵谏后，张学良和杨虎城开始小心谨慎地调兵遣将。张学良决定让自己的心腹部队卫队一营和二营去捉蒋。为了稳妥起见，他又将在固原的第十八团团长刘桂五调回，和已在西安的骑兵第六师师长白凤翔一同参加捉蒋。刘、白二人都是出身绿林，机智勇敢，枪法极好，张学良非常信任他们。
第二天，张学良亲自开车带白凤翔、刘桂五去华清池五间厅谒蒋，蒋介石同他们谈了话。
事前张学良一再强调：“千万注意，不要伤害委员长。把委员长平安带回城里，不到万不得已，不准开枪，委员长一定要活着带到。”
11日晚，蒋介石在临潼举行一个告别宴会，张学良参加宴会，并始终陪伴在蒋身旁，晚宴上蒋介石宣布了新的“剿共”军事计划和对蒋鼎文、卫立煌等人的新任命。宴会结束后，张学良亲自开车送几位军政大员赶往新城大楼，参加以他和杨虎城名义举行的招待会。宴会在晚10点结束，南京来的军政大员们个个酒足饭饱，醉意醺醺。张学良、杨虎城送走了最后一批客人后，匆匆返回各自公馆，张学良从新城大楼回到张公馆，立即召集有关人员，在西楼二楼会议室正式向他的高级将领宣布兵谏计划。
部署完成后，张学良遂带领文武大将来到新城杨虎城公馆，一进门张学良就风趣地说；“虎城兄，干不干？不干就取绳子，我把十几员大将都带来了，你赶紧去拴，拴了送南京领赏升官。”杨虎城也笑道：“当然要干，不过领赏升官却干不了。”
随后，张杨二人指定东北军和十七路军的高级幕僚黎天才、卢广绩、高崇民、王菊人、应德田等人开始起草通电稿，阐明这次行动的宗旨和主张，准备扣蒋后向全国发出。万事俱备，张二人镇静地守候在电话机旁指挥着这场特殊的战斗。
12日凌晨2时许，大地一片黑暗，古老的西安正在沉睡之中。担负扣蒋任务的白凤翔、刘桂五、孙铭九、王玉瓒等分乘汽车、摩托车，风驰电掣地向临潼驶去。
当王玉瓒率王世民、马体玉等多人冲进二道门时，蒋的侍卫长跑出房门，大声喝问：“什么事？什么事？”王玉瓒等人不予理会，几枪把他击倒在地。顿时，枪声大作，子弹横飞，蒋的侍卫惊醒后，凭借门窗拼命抵抗。这时，孙铭九带领卫队第二营官兵50余人也已到来，加入了战斗。
枪声、炮弹声响彻骊山，王玉瓒和王世民利用黑暗角落、廊柱，翻过荷花池，绕道贵妃池，跃到五间厅前平台上。一见蒋住的三号厅门半开着，他们就飞步闯进卧室。发现床上无人，被子掀着，伏看床底下也没人。但衣帽、假牙、黑斗篷大衣俱在，显然蒋刚刚逃走。
前厅战斗结束后，王孙带兵在骊山展开了大搜索。最后，孙铭九在骊山的一个山洞里找到了蒋介石，只见他脸色苍白，赤着双脚，上穿一件古铜色绸袍，下穿一条白色睡裤，浑身都是尘土，正冻得瑟瑟发抖。蒋抬头看了孙一眼又赶紧避开，说：“你打死我吧。”孙铭九说：“不打死你，叫你抗日！”
12日上午8时半左右，唐君尧、孙铭九、谭海等人把蒋介石押送到新城黄楼。蒋因惊吓过度，不能步行，宋文梅和孙铭九只好搀扶着把他送到房里。
蒋介石面色苍白，赤脚着鹿皮底圆口便鞋，左右足踝处都有荆棘划伤的血痕。因翻墙跌伤，腰直不起来。他们把他扶到椅子上坐下后，孙即辞去，向张、杨报告捉蒋经过。
上午9时半左右，张学良来到新城黄楼，看望蒋介石，向他说明兵谏原因。蒋见张来，神色突变，呆坐椅上长吁短叹。张学良对他说：“委员长，受惊了！”蒋介石不答。
张学良继续说：“我们受全国人民的要求，发动这次事变。我们内心纯洁，完全是为国家着想，不是为个人利害打算。现在，希望委员长能平心静气，勇于改正错误，联合全国力量，坚决抗日，以争取民族生存，则学良和全国人民于愿足矣。”
当张学良说完，蒋才讷讷地说：“你既为了国家，应先送我到洛阳，送我到洛阳再谈。”张学良继续说：“今日之事，岂容搪塞了事。我们仍希望你勇于改过，群策群力，共赴国难。如果仍然执拗不悟，坚持己见，就只有让群众公裁了。”
蒋介石一听由群众公裁，坐直了身子对张学良叫道：“过去我待你那样好，现在，你竟想把我交群众公裁，你既然说是为国家，你还是把我先送回洛阳再谈。”说完后，蒋就闭目坐在椅子上，不再说话。谈话没有什么结果，张学良辞出。
当天中午，蒋介石向宋文梅提出，要见陕西省主席邵力子。事变后，邵力子被软禁在西安绥署卫士队队长室内。张学良看过蒋介石后，于上午10时看望邵力子，表示慰问，说明对蒋兵谏的目的是抗日救国，并介绍蒋被扣后态度顽固，请邵力子去劝说蒋改变态度，接受抗日要求。恰巧蒋介石也要见邵，邵便去到新城黄楼见蒋介石。
邵缓缓地对蒋说：“今天已经发生了这件事，希望委员长仔细考虑。由于日寇的不断入侵，已经激起了国民的愤慨，如果政府还不想办法去抵抗，自然会酿成变故。现在设法弥补，尚不为晚。”
邵力子离开后，蒋介石向宋文梅要纸笔。他默想了一会，便提笔给宋美龄写了一份像遗嘱式的电文。全文如下：
美龄吾妻：
余决心殉国，经国、纬国吾子即汝子，望善视之。
蒋中正 二十五年十二月十三日
另一份是写给蒋经国、蒋纬国的，内容为：
经国、纬国吾儿：
余只承认宋美龄为余唯一之妻，务望汝等以生母待之，则余虽死于九泉下亦瞑目矣！
蒋中正
蒋介石写好电文后交给宋文梅，让宋转交张学良拍发出去，张学良答应当日发出。
2．宋美龄在南京的谋划
西安事变发生后，南京国民政府一时乱了阵脚。在如何对待张、杨和营救蒋介石的问题上，出现了主战、主和两派的分化。
12月12日午夜，南京政府要员召开临时紧急会议。当时除张杨通电外，南京对西安方面情况茫然不知，连蒋介石是死是活都不知道。冯玉祥、孔祥熙、张治中等主张一切以蒋介石的安全为重，应以和平谈判解决问题，不要匆忙做出惩罚张、杨的决定。可是以何应钦、戴季陶、吴稚晖等为代表的讨伐派，在“不能过于瞻顾蒋公之安全，置国家纲纪于不顾”的旗号下，极力主张立即派兵讨伐西安，会议通过两项决议。
会后，何应钦开始筹建讨逆军司令部，临时抽调若干亲信干部担任各级幕僚，以军委会铨叙所所长林蔚任参谋长，军委会高级参谋徐培根为参谋处长，以参谋本部三处处长钱贻士主管后勤等等。主战派的讨逆恶浪，使内战阴云笼罩。
与南京国民党中央政府一片混乱的同时，宋家上下乱作一团。宋子文正在香港，当天下午3点多钟，他接到一份何应钦打来的绝密电报：“西安有兵变，委员长在何处，尚未查明，已派飞机前往侦察。”一小时后，又接到南京政府财政部秘书的绝密电话，转告了当天张学良致宋子文和孔祥熙电报的主要内容。
宋子文一时陷入极度紧张之中，他为兵谏的突发感到震惊，也为蒋介石的安危而感到恐惧。经过深思熟虑之后，他拨通了桌上的电话通知秘书，准备次日清晨乘飞机回上海然后转南京。
宋蔼龄得知这一消息后，也是惊惶失措，她风风火火地跑到孔祥熙那里，看完电报后，着实愣了半天。这种复杂的局面让所有的人都头痛，夫妻二人商量了好一阵子，于当天傍晚，驱车来到了宋美龄的住宅。
此时，宋美龄正在召开航空委员会的会议，讨论改组全国航空建设会一事。当听到孔祥熙说“西安发生兵变，委员长消息不明”时，宋美龄惊骇万分。她万万没有想到，张学良竟会将蒋介石扣押。她果断决定次日清晨即返南京，并约蒋介石的顾问澳大利亚人端纳同行。
南京方面，12月13日清晨，中央大员又齐集丁字桥中央党部礼堂，召开中央临时紧急会议。会上大家议论纷纷，莫衷一是，有的主张讨伐，有的坚决反对，孙科说道：“不要紧张。有冯副委员长在此，应当请他表态。”
何应钦不以为然，瞅了冯玉祥一眼，摇头说：“当然这个事情事关重大，应当仔细商量再说。不过，依我之见，应该立派飞机去轰炸西安，以惩叛逆，这才是上策！”会议开到一半，宋美龄等人一头闯了起来。
宋美龄气势汹汹，指着何应钦的鼻子发问道：“何总司令，一切的事情我都知道了！现在我来问你，你这样做是何用意？假使发动战争，你能善其后么？你能救出委员长的生命么？我现在老实告诉你，你这样做简直是想谋害他！”何应钦一听，脸色大变。
“何总司令，这是你在指挥，要是旁人，我一定当他是异党分子看待！”宋美龄毫不客气，板着面孔，一字一板地说：“不过，话又说回来了，一旦出了干系，连你也跑不了！”
何应钦也很矛盾，他既想讨伐，又怕万一不成功后担责任，只能一个劲儿搓手，冲着宋美龄皮笑肉不笑地说：“那么照夫人的意思，应该……应该如何……”
“应该停止军事行动！”宋美龄斩钉截铁：“马上停止讨伐！”
“夫人，”何应钦故作为难状，意在推卸自己的责任：“讨伐这是会上大家通过的，不是一两个人的意思。”
"Damnit！”宋美龄用英文骂了一句：“要不，你就重新召开会议，我和子文、祥熙都出席！免得让你为难。”
“不不不，夫人不必劳驾。救出领袖，是我们大家的责任。”何应钦满脸堆笑，狡猾地试探道：“但今天已经通知20个师出发了！”
“20个师也得马上调回来！”宋美龄毫不退让：“何总司令，这种事能闹着玩吗？你以为武力讨伐真有把握吗？你未免太乐观了！好多外国朋友告诉我，为这件事一旦发动大规模的战争，西北方面并不是孤立无援的。广东、广西、云南、湖南、四川、山东、河北、察哈尔、山西、绥远和宁夏等各地的军事政治负责人，眼下都在相机而动，谁愿意花气力帮助你发动战争，我看到时候也许他们全会跑到张、杨那方面去！”
“这个！”何应钦讪讪答道：“这个问题我也曾想过，戴笠那边可以派人前往各地设法收买。”“收买？”宋美龄冷冷地说：“别做梦了！现在他们每个人都想在这次冲突中扩充势力，谁还会等着被你收买！”
“是的，夫人。”架不住宋美龄的咄咄进逼，何应钦不得不做出让步，“那么照夫人的意思，现在我们应该先做什么？”“派人到西安去！”“这怎么可以？”何应钦假装吃惊：“那不太危险了么？而且西安附近已经开始轰炸。”
“我说过我要你停止一切战争措施！我明天便派端纳到洛阳，转赴西安。子文也去，我也要亲自去！”“夫人，”何应钦还不死心：“我看夫人就不必去了。那太危险了。冯焕章副委员长愿意代替委员长做人质，就让他去一趟好了。”“不！谁也代替不了我，我要亲自去。”宋美龄说一不二。
何应钦表面上迎合宋美龄，暗地里继续向西安调兵遣将。宋美龄得知消息后，于当天夜里气呼呼地找到何应钦。何应钦见宋美龄三番五次责问，终于按捺不住内心的怒火，他冲着宋美龄气哼哼地说：“你妇道人家懂得什么国家大事？！”
宋美龄愣了一下，随即定了定神，冷笑道：“好！好！好！我倒要看看我们的何敬之先生能耍出什么花招！”说完，举起封电报，话锋一转，“我实话告诉你吧，委员长并没有给共产党杀死！张学良刚才还发给我一个电报，欢迎端纳到西安去！他没有死，出乎你的意料吧！”说罢，扭头就走。留给何应钦的，是一阵“得得得”的高跟皮鞋声。
何应钦怔住了，等他弄明白发生了什么事后，一个箭步抢出去，追上宋美龄的汽车，摆出一副勉强的笑脸，朝宋美龄挥了挥手，说：“夫人，不送了。领袖很安全，这真是个好消息。”
宋美龄回到自家官邸，端纳等人已在等候。她提笔写了一封给张学良的信交给端纳，嘱咐端纳到西安后与张学良面谈，并表示自己不日也将赴西安会合。
12月13日傍晚，端纳的飞机抵达洛阳。在那里他收到张学良拍来的“欢迎到西安来”的电报。第二天下午，端纳从洛阳起飞，一个多小时后到达西安。张学良派他的私人管家、美国人杰米？爱尔德到机场迎接。
端纳此次前来西安，带来了宋美龄两封信：一封是给张学良的，大意是希望张能顾全蒋个人和国家大局公私两方面关系，请求释放蒋介石，另一封信是给蒋介石的。给蒋介石的信经过检查记录以后，仍交给端纳。随后，端纳在张学良的陪同下来到新城黄楼见蒋介石。
当时，蒋介石见到端纳，激动得双眼流出泪水，说：“我知道你会来的。”端纳将宋美龄的信交给蒋介石说：“我来了，蒋夫人也要来的。”听到宋美龄也要来，蒋大声对端纳说：“你不能带她来这里。”看完宋美龄的来信后，蒋介石颇为伤感，信中说“南京现在是戏中有戏”触动了他，使他的态度变缓和下来，开始以“十分精明和现实的方式”来对待事变，平心静气、推心置腹地同端纳交换意见。
蒋介石根据他被扣后这几天的所见所闻，已逐步地了解到张学良的真实意图，知道自己的生命已没有什么危险，现在听了端纳的一席话，又看见了宋美龄的信，顿时轻松了许多，并露出了笑容。他同意当天晚上由新城大楼搬进金家巷高桂滋公馆去住。