２１日，在孔祥熙等人的支持下，宋美龄和宋子文同去西安，进行面对面的和平谈判。因蒋鼎文与何应钦关系较深，也同去。
宋氏兄妹一行于２２日下午飞抵洛阳中途停留，宋美龄看到机场轰炸机罗列待发，一派战争气氛。她命令各将领：“未得委员长命令，切勿派飞机飞近西安。”当飞机临近西安上空时，宋美龄从提包里取出一把左轮手枪，递给端纳说：“端纳先生，如果叛军乱兵失去控制，把我们也扣住之时，你要毫不犹豫地用它把我打死。”下午４时，他们的飞机降落在西安机场。出乎宋美龄意料的是，他们一下飞机，就受到张学良和杨虎城的热情欢迎，仿佛什么事也没有发生。
宋美龄这次给蒋介石带了许多吃的、用的东西，还替蒋介石带来了一副假牙。
在张公馆稍事休息后，宋氏兄妹即在张学良的陪同下去见蒋介石。因为事前没有通报，正面壁冥思的蒋介石突然见到宋美龄出现在眼前，惊喜交加，说：“余妻真来耶？君入虎穴矣！”蒋介石在《西安半月记》中述及与宋劫后重逢的情景。
２４日晚上，张学良和杨虎城在新城大楼举行欢送宴会。宴会结束后，张学良召集王以哲、何柱国、董英斌等高级将领，宣布他要送蒋回南京，并向中央请罪，以恢复蒋的威信。大家劝张不必送，怕蒋变卦，最后建议至多送蒋至洛阳。张学良坚持要送，还嘱咐大家：“关于东北军之事，听命于于学忠；关于抗日联军总部之事，听命于杨虎城；有问题多和周恩来商量。”
高崇民听了张学良的安排后，连夜给张学良写了一封长信，反复说明有条件放蒋的必要性和无保证放蒋的危险性。
２５日早上，东北军和十七路军的高级将领和幕僚联名给宋子文写了一封措辞强硬的信，提出撤军和在协议上签字是放蒋的前提，“否则，虽然张、杨两将军答应了，我们也誓死反对。”
宋子文惊慌了，蒋介石、宋美龄也十分惊惧。是该离开这块是非之地的时候了，以免夜长梦多。
来自外界各方面的压力和内心巨大的焦虑，已把张学良搞得筋疲力尽，神经过度紧张几乎难以支撑。同时，宋子文还探听到，东北军和十七路军的部分军官在得知张学良要立即放蒋后，产生了将张和蒋一同杀掉的念头。
现在看到这封联名信，宋子文内心大感恐慌。他和宋美龄立即派人把张学良找来，要求当天就让他们回南京。
“汉卿啊，我和委员长都是基督徒，今天是圣诞节，希望你能让我们今天回去，那将是送给我们最好的圣诞礼物。”宋美龄见到张学良就急切地要求送他们回去。
张学良略为沉吟一阵，说：“孔院长２２日也从南京来电报，说要在圣诞前后送委员长回南京，那真是圣诞老人送的最伟大的礼品。只是……”张学良望着宋美龄，迟疑了一会儿，说：“杨主任现在还有些不同意，明天我去新城再劝劝。杨主任不松口我也不好办。”
宋美龄着急地问：“难道没有别的办法了？”
张学良说：“实在万不得已，我们可以动用武力，但那样对你太危险了。我可以带委员长偷偷地出走，你和端纳飞往洛阳。我给委员长化装，用汽车带他出城，把他带到我的军队驻地，从那里驾车到洛阳与你们会面。”
宋子文表示同意。但宋美龄坚决反对，她说：“委员长的身体根本忍受不了长时间的汽车颠簸。再说，与其这样偷偷摸摸地走，还不如体体面面地死在这儿。”
张学良早有放蒋的意思，但放蒋是件大事，西安三方面意见不一致，尤其是军内将领和各方人士，几乎是一致反对的。他犹豫了一下说：“走可以，但总得准备一下，今天走，怕是来不及了。”
“来得及，来得及。”宋美龄连忙表示：“我来时坐的飞机还在西安，要走很方便。还准备什么呢？至于有人顾虑日后共事多有不便，这是多余了。你可以转告他们，委员长说了，他是绝不会计较的，尤其你们弟兄之间大仁大义，绝不抱怨。”
张学良同意让他们今天离开，并表示：“只要委员长回南京联合抗日，学良愿意负荆请罪。”
宋美龄说：“你不怕南京有人对你下毒手吗？”
张学良表示：“如今是抗战第一，委员长必须抗战，为了挽回委员长的名誉威信，实现收复东北的夙愿，我个人的得失生死算得了什么！”
１２月２５日上午，张学良告诉杨虎城和周恩来，他将释放蒋介石，并且亲自送他们回南京。杨虎城不同意释放，两人发生了激烈的争吵，结果不欢而散。
２５日下午３时半左右，张学良和杨虎城分别陪同蒋介石、宋子文和端纳，分乘两辆汽车，非常秘密地从玄凤桥高公馆开出，悄悄地向西郊机场驶去。走时匆忙、秘密，连周恩来都没有通知。
１９３６年１２月２６日中午１２时４５分，蒋介石夫妇乘坐的波音飞机在四架战斗机的护航下从洛阳飞抵南京大校机场。