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。