就在红军占领延安之后，周恩来一行在17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，但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情，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。周恩来此前身在保安，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。周恩来一行下了飞机，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一座跟孙铭九家同一排的房子。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，那剪刀也不好使。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1936年4月9日在肤施天主教堂和张学良作了彻夜长谈之外，又在5月12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4月22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。虽说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解，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16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，定下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，焦急地等待着西安的消息。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。