过了一会儿，张学良擦一擦脸颊上的泪水，用眼光把游行队伍扫视一遍，恳切而坚决地说：“同胞们！同学们！我张学良是国家的军人，不是蒋某人的走狗。我决不辜负你们的救国心愿，决不欺骗大家，一星期内，我用事实做答复。如果逾期欺骗了大家，我张学良甘愿你们在任何地方把我处死。请同学们先回城去吧”
请愿指挥小组和代表团见张学良的表示如此诚恳，便决定整队回城。这时已是下午7点钟，天色已黑，西北风越刮越猛。
张学良冒着寒风赶到华清池，满怀热忱地向蒋介石反映学生们的要求，再次陈述停止内战、一致抗日的主张。蒋介石对他的话一个字也听不进去，大发雷霆：“学生要来找我，我让你派兵镇压，你为什么不执行？你到底是代表学生呢，还是代表我？你是站在学生的立场呢，还是站在国家大员的立场？”
张学良已经没有办法跟蒋介石沟通了，只能实行“兵谏”的计划。12日凌晨5点钟，东北军第一○五师一个团在唐君尧指挥下，团团包围了华清池蒋介石的“行辕”。卫队营也乘汽车赶到华清池门外。
这两支部队准备驱车冲进院子，蒋介石的门卫岗哨开枪拦阻。卫队营官兵马上跳下汽车，击毙哨兵，冲开大门，涌进外院。孙鸣九命令王协一带一部分人去包围禹王庙，解除中央宪兵的武装，自己率领一部分人冲进二道门，猛扑飞虹桥，打算一鼓作气直捣五间厅。可是，蒋介石的亲信侍卫已被枪声惊起，从贵妃池一带的房间里，用手提机关枪拼命扫射，封锁了飞虹桥。
孙鸣九改变路线，顺着鱼池边去假山的小道，向东摸索前进，终于冲进了五间厅。孙鸣九进入蒋介石的卧室，不见蒋介石人影，只见衣架上挂着他的衣帽，桌上放着公文包和一副假牙。他摸摸蒋介石的被窝，还有余温，知道蒋介石逃得不远，便命令士兵搜索。
这时，王协一所带的卫队已经缴了中央宪兵的枪，赶来向孙鸣九报告：“贵妃池那边抵抗很激烈，可能委员长就在那边。”
他们率领卫队营一齐向贵妃池发起猛攻，孙鸣九高声喊话：“赶快缴枪，不然我们就扔手榴弹，把你们炸死”经过一阵激战，蒋介石的亲信侍卫死的死，伤的伤，缴枪的缴枪，全部解决了。孙鸣九跑进去搜查，还是找不到蒋介石。他正在疑惑，白凤翔和刘多荃来了。
刘多荃对孙鸣九说：“蒋孝先在从西安返回临潼的路上，被我们抓获并枪毙了。钱大钧在一个窑洞里，被士兵打伤，也抓住了。”问到蒋介石的情况，孙鸣九迷惑地说：“四处找不到，是不是跑了？”
刘多荃立即给张学良打电话，报告已经占领华清池，但是蒋介石不见了。张学良和杨虎城一听，大吃一惊，下令检查蒋介石的座车。刘多荃带人到车库一看，汽车一辆不少，蒋介石的座车也在。有人提出，蒋介石会不会跳进鱼池自杀？大家对蒋介石很了解，一致否定了这种可能性。
孙鸣九找到了被捕的钱大钧，问道：“委员长在哪里？快说”
这位侍从室主任胸部受了枪伤，吓得脸色苍白，结结巴巴地回答：“不知道，孙营长，确实不知道。”
这时，一名卫士前来报告：“营长，我在后墙下面发现一只拖鞋。”
孙鸣九和刘多荃一商量，估计是蒋介石听到枪响，爬过围墙，逃到骊山去了。他们决定立即搜山，并再次向张学良报告。
天色将明，孙鸣九率领卫队营，穿过五间厅后山墙的小门，迅速向山上奔去。爬到半山腰，截获了蒋介石的侄儿、贴身侍卫蒋孝镇。孙鸣九拿枪指着他的脑袋喝问：“委员长在哪里？不说实话，我马上毙了你”
蒋孝镇吓得面如死灰，哆嗦着回头朝山上看。孙鸣九断定蒋介石就在山上，命令卫士们火速上山搜索。
原来，蒋介石被枪响惊醒的时候，以为是红军打来了，急忙下床，只穿着睡衣和拖鞋就往外跑。他知道院内不能藏身，就向山墙跑去。门锁着，打不开，他让蒋孝镇帮扶着，爬上后山墙，从墙上跌到外面，摔伤了脊梁骨，碰破了脚，还丢了一只拖鞋。两名侍卫把他背到山腰间一块叫做卧鳖石的大石头后面。蒋介石一头钻进石头穴的乱草中。
孙鸣九率领卫队营上山搜了很久，天色已经大亮，刮起了风，满山树枝乱摇，尘土飞扬。士兵们接近卧鳖石，蒋介石的一名侍卫听见了人声，探头观察，刚一露头，就被一枪打死。蒋介石举起两手喊道：“我在这里！我在这里”卫队营陈思孝班长随即向后面大喊：“报告营长，委员长在这里呢！在这里呢”
孙鸣九应声跑上去，只见蒋介石低着头从石头缝里钻出来，弯着腰，扶着石头。卫队营官兵围了一大圈，蒋介石还以为是红军，浑身哆嗦，一会说：“打死我吧！打死我吧”一会又说：“不要开枪！不要开枪”
孙鸣九叫蒋介石跟着他走，蒋介石看看他们，觉得不像红军，便问：“你们是哪一部分军队？”
孙鸣九回答：“是东北军。”
蒋介石一听是东北军，骤然神气起来：“你们想来干什么？”
孙鸣九答道：“我们张副司令命令我们来保护委员长，请委员长进城，领导我们抗日，打回东北去。”