1936年3月20日，张学良同红军代表李克农在洛川进行了会谈。双方就联合抗日问题进行了初步商谈，达成了局部停战的协定。这是张学良与共产党和红军的第一次接触，双方相互了解了对方的态度，意义非常重大。此次会谈，标志着张学良从此走上了联共抗日的道路，是他一生中最重要的转折。
4月9日，张学良与周恩来在延安进行正式会谈，共商抗日救国大计。两人一见面，就热情地握手。周恩来说：“我是在东北长大的，1910年到1913年秋在沈阳读书。”张学良说：“我了解，听我的老师张伯苓说过。”周恩来很奇怪，问张学良：“怎么张伯苓也是你的老师？”张学良说：“过去我抽大烟、打吗啡，是听了张伯苓劝告后戒除的，因此拜张伯苓为师。”并说，“我和你同师。”会谈就是在这种亲切而轻松的气氛中开始的。
当时，张学良虽有联共抗日的打算，但仍有不少顾虑，他就法西斯主义、国家前途和逼蒋抗日等迷惑不解的问题发表了看法，向周恩来请教。周恩来以诚恳的态度对张学良提出的问题一一作了回答。双方最后一致决定，不分党派一致抗日，采取内外结合，红军在外，张学良在内的方法，逼蒋抗日。双方在诚挚友好的气氛中作了彻夜长谈。
会谈结束后，张学良派人给周恩来送了一本大地图，这对缺乏地图的红军来说是一件珍贵的礼品。另外，张学良还给红军赠送私款2万元光洋，后来又赠送了20万元法币，这笔巨款对处境困难的红军不啻雪中送炭。
延安会谈令双方都非常满意。周恩来对同行的人说：“想不到张学良是这样爽朗的人，是这样有决心有勇气的人，出乎意料！出乎意料！”张学良也说：“会谈后，我太满意了，比我想象中好的太多了，我结识了最好的朋友，真是一见如故。我从未见过这样的人，周先生是这样的友好，说话有情有理，给我印象很深，解决了我很多的疑难。我要早见到他多好呀！”他还说，“我和蒋先生处了多年，但弄不清他打完红军后是否抗日。对中国共产党，我不仅知道她第一步是抗日，而且还知道第二步是建立富强的中国。”“中国的事从此好办了。”张学良终于找到了抗日建国的道路和朋友。
延安会谈不仅对张学良个人走上联共抗日的道路具有决定意义，而且对了解中国共产党的抗日民族统一战线政策，也有极重要的收获。这次历史性的会谈，奠定了东北军、西北军和红军“三位一体”联合抗日的基础。
从延安归来后，张学良便以逼蒋抗日工作为己任，更加积极地着手进行各项准备工作。为培养抗日力量，他成立了长安军官训练团、抗日同志会、学兵队等组织，亲自担任军官训练团团长和抗日同志会的主席，还分别派代表到新疆、广东、广西、四川、山西等地与各地实力派进行联络，以便配合。在张、杨的支持下，以共产党为骨干的群众抗日运动，在西安蓬蓬勃勃地发展起来。至1936年上半年，张学良、杨虎城的部队与红军实际上已停止敌对行动。有一段时间，张学良甚至产生了要拉出一部分同意停止内战，联共抗日的东北军与红军一起干的想法，后经共产党的劝阻才没有实现。前面所列毛泽东评点张学良的第二段话就是中共中央得知张学良的想法后召开会议时，毛泽东所作的讲话。
张、杨同中共越来越密切的关系，尤其是西北抗日同盟的建立，使蒋介石大为吃惊与震怒。1936年10月22日，蒋介石到西安分别召见张学良、杨虎城，宣布进一步“剿共”计划，令张、杨向红军进攻。蒋介石刚到西安，张学良就到华清池晋谒，陈述停止内战的意见。不等张学良把话说完，蒋介石就大声训斥说：“军人以服从命令为天职，我叫你向东，你就向东，……我叫你死，你就得死，不要问为什么！”
10月27日，蒋介石在西安向军官训练团和东北军、17路军部分军官训话，说：“我们最近的敌人是共产党，为害也最急；日本离我们很远，为害尚缓……不积极剿共而轻言抗日，便是是非不明，前后倒置，便不是革命。”在这之后又发生了蒋介石逮捕沈君儒、章乃器等爱国人士的“七君子事件”。蒋介石不顾民族危亡，顽固坚持“剿共”和打击抗日民主力量的恶劣行径，使张学良痛心疾首。
10月29日，是蒋介石50岁的生日。张学良借祝寿机会，到洛阳当面向蒋介石陈说剿共不得人心，应该停止内战和共产党一道抗日，并认为蒋介石逮捕上海救国会的沈钧儒等爱国人士是很大的错误，结果当面受到训斥。张学良指责蒋说：“蒋委员长这样专制，这样摧残爱国人士，和袁世凯、张宗昌有什么区别？”第二天，蒋介石在洛阳军官学校纪念周会上讲话，又借题发挥说：“勾结日本是汉奸，勾结共产党也是汉奸。”散会后，一些人劝张学良不要再在蒋介石面前谈停止内战的问题，张学良说：“我还是要谈，不过以后我要做什么，连我老婆也不会知道。”后来，张学良又婉转地邀请蒋介石到西安去听听群众反对打内战的意见。
12月4日，蒋介石由洛阳再次到西安“督剿”，以临潼华清池为“行辕”，胁迫张学良、杨虎城执行进剿红军的命令，否则即将东北军和第17路军分别调往福建、安徽，由中央军进驻陕甘。并内定蒋鼎文为西北剿共总指挥，自己亲自督战。张学良、杨虎城连续向蒋介石反复进谏，力劝蒋介石停止内战、一致抗日，都遭到蒋介石的严词训斥。12月7日，张学良再次到华清池向蒋介石进谏，痛陈利害，要求停止内战，联共抗日，遭蒋严词拒绝。张学良声泪俱下，蒋介石却拍着桌子说：“现在你就是拿枪把我打死，我的剿共计划也不会改变。”
12月9日，西安1万多名学生为纪念“一二·九”运动一周年而举行示威游行，高呼：“停止内战，一致抗日!”等口号，遭军警镇压。学生们又去临潼向蒋介石请愿。蒋介石闻讯，立即打电话命令张学良加以制止，并声言学生不服从，就“格杀勿论”。张学良急忙赶上学生队伍进行劝阻。请愿学生悲愤陈词，使张学良深为感动，表示一星期之内以事实答复学生的要求。当晚，张学良向蒋介石反映学生的要求，并再次陈述自己停止内战一致抗日的主张，再次受到蒋介石的痛斥。张学良别无他法，于是与杨虎城秘密商定发动兵谏。
12月12日凌晨，东北军派兵包围了华清池。蒋介石在睡梦中听到枪声，仓皇爬上骊山，藏在半山腰一块大石头后面的乱草丛中，被东北军战士捉下山来，护送到西安城内新城大楼。第17路军在城内同时行动，迅速解除蒋系军警武装，拘押了正在西安待命的陈诚、蒋鼎文、朱绍良、卫立煌、陈继承、陈调元等10余名国民政府高级军政要员。张学良、杨虎城随即通电全国，说明发动兵谏的意图在于抗日救国，对蒋介石本人“保其安全，促其反省”，提出改组南京政府、停止一切内战等八项政治主张。张、杨表示：“我们持有公理，决不后悔。我们惟一的希望，只是求这些政策的实现和对国家有所贡献。让全国的同胞来裁判我们的功罪！”这就是震惊中外的西安事变。
事变发生后，张学良、杨虎城采取了一系列军政措施：为防御中央军进攻，令驻陕甘宁边区各部队火速向西安集中，原有防务交红军接替；宣布撤销“西北剿匪总司令部”，所有“剿共”工作全部停止，成立以张学良、杨虎城为正副主任委员的抗日联军临时西北军事委员会，主持西北军政事务等。同时，致电中共中央，请速派代表来西安共商大计。
中共中央正确地分析了当时错综复杂的政治形势，经过反复研究和慎重考虑，从中华民族的根本利益出发，确定了和平解决西安事变的方针。12月17日，应张学良电邀，中共中央代表周恩来抵西安同张学良会谈。张学良介绍了发动西安事变的原因后表示，只要蒋介石同意停止内战，一致抗日，就送他回南京，还拥护他作领袖。周恩来非常钦佩眼前这位青年将军，因为张学良为民族大义敢于挺身而出，没有个人野心，捉蒋和放蒋都是出于抗日大局考虑。周恩来赞扬了张、杨果敢的爱国行动，同意张学良对蒋的方针，并提出处理西安事变的看法：要说服蒋介石团结抗日，避免引发大规模内战，并预见蒋介石有被迫同意抗日的可能性。周恩来于当晚即致电中共中央，提出“保蒋安全”的策略。18日，中共中央发出《关于西安事变致国民党中央电》，提议召开抗日救国大会，和平解决西安事变。次日又明确主张“放蒋”，与蒋谈判，促其停止内战，团结抗日。
