与李克农的谈判不欢而散,张学良进一步要求与毛泽东亲自谈判。李克农返回陕北,向中共中央转达张学良的要求。经过慎密考虑,中共中央决定派
周恩来前去谈判。杨虎城得到东北军打假仗的消息,但不敢确定张学良是否通共。特使董建吾前来向张学良借专机飞往陕北,并向中共中央转交了国民政府的信件,并将毛泽东的回复信带回南京。同时,蒋介石依旧不放弃武力进攻陕北。张学良得到周恩来要来谈判的电报,即前往肤施准备谈判。
周恩来携李克农等人前往肤施。剿共前线军事考察团的记者会上张学良中途离席,自驾飞机前往肤施。张学良与周恩来带领的中共代表团围绕是逼蒋抗日,还是反蒋抗日等问题上进行了彻夜会谈,同时张学良为了支持共产党抗日提供了经济支援,毫不知情的杨虎城也开始觉得近期张学良的举动有所异常。张学良与周恩来会面后,直接前往阎锡山住处,说服阎锡山同自己一起与共产党联手北上抗日。
在得到阎锡山的默许后,张学良向中共转达了阎锡山的建议,促成了中共与阎锡山的合作关系。陕北由于被严密封锁,医药等物资供应不畅,中共决定动用刘鼎这条暗线向陕北输送药品。“两广事变”爆发,蒋介石开始警惕地方势力的扩张。中共北方局委托爱国民主人士高崇民联系杨虎城转移医药物资,运输途中被张学良的卫队营抓获,张学良带着被抓的军官到杨公馆与杨虎城对质。