西北善后问题在中共方面的协助下得到相当解决，却并不意味着蒋介石对共产党真的就有了好感。根据蒋这一时期的日记可知，蒋对中共其实仍疑心重重，几乎西北方面的任何风吹草动，蒋都认为是共产党的阴谋。
注意到西北善后共产党作用极大，蒋介石在1月18日明确得出结论：“陕乱症结仍在共党”；发现西安同意接受其善后方案，蒋又猜测“此或共党愿趁机示诚之所致也，否则，陕事无如此速了之可能”；25日，在得知西安方面又提必须先给张学良以名义的要求后，蒋又马上怀疑“名为东北军下级官长要求张学良回部，其实受共匪操纵而捣乱也”。29日，蒋得顾祝同电，曰“陕逆又言愿就范听命矣”。但蒋依旧认定“共匪在西安逆军中其捣乱挑战之谋恐仍将层出不穷也”；30日，再得周恩来、于学忠、杨虎城及顾祝同、刘峙各电，了解到红军已经决定按照他的要求，从陕南商县地区北撤至陕北，蒋依旧将信将疑：“此其表示投诚之意乎？”而联想到头天晚上渭南与华县间电话不通，蒋于是猜度“此必被共匪剪断，使其撤兵时免为中央军所侦悉也”。当然，得知“东北军不再要求张学良回陕，而愿无条件撤退，杨虎城惟多要款项，亦无其他要求”，蒋亦深感庆幸，反复思量：“此皆共匪不想作梗之明证乎？”或许“共党虽从中操纵作梗，亦不敢明目张胆，而且中央对共党已有相当示意，勿使其失望，料彼亦终于屈服也”。据此，他暗自猜测：共产党之如此让步，或因为“彼于苏俄既无接济，而于主义又难实行”。在这种情况下，他相信：“对于共匪之处置，应慎重考虑。”
蒋介石这时暗中拟定的解决共产党问题的方案，大致分为两个步骤。一是组织上同意红军改编，采取“先监视后统制”的过渡办法，但要求共产党必须首先作出公开的保证；二是在思想上要逐步根绝“共党非人伦不道德的生活，无国家反民族的主义”，用蒋介石这时给顾祝同的电报来说就是：“对恩来除多说旧感情话以外，可以派亲信者间接问其就抚后之最低限度之方式，与切实统一之办法如何，我方最要注意之点，不在形式之统一，而在精神之统一。一国之中，决不能有性质与精神不同之军队也。简言之，要其共同实行三民主义，不做赤化宣传工作。若此点同意，则其他当易商量。”
为表明诚意，中共中央这时也在考虑作出公开保证的问题。2月8日中央军宋希濂部开入西安。次日顾祝同及行营也顺利入主西安城，国民党谈判代表张冲和中共代表潘汉年也于同日抵达。10日，张冲首先与周恩来进行接触。张冲当面提出了两种解决办法：（1）按指定区域调防，派驻联络人员并予以接济。（2）将苏区改为特别区，试行社会主义。红军改编为国军，维持原有领导，但加派政训工作联络员。各边区武装则编为地方团队。至于接济，张冲表示至多只能60万元。
周恩来根据与中共中央商定的意见提出：日前与顾祝同所谈只是交换意见，因顾祝同不能解决基本问题；改变制度名称是尊重蒋介石的意见，故仍须见蒋方能解决。而对改编问题，周恩来提出应编4个军12个师组成一路军，与中央军待遇相同。如目前缓改，每月接济至少百万，否则须送粮百万担并增加清涧、宜川、中宁、预旺4县驻防贷粮。第二天，双方再谈，周恩来根据中共中央10日关于致国民党三中全会电精神进一步作出明确表示，即在国民党同意释放过去被其逮捕的共产党人的情况下，共产党今后不再实行暴动政策及没收地主土地，并同意取消苏区政府，改为特区，红军改为国民革命军，其他边区过千人者集中陕甘，千人以下者改为团队。而中共政府及军队代表则参加国民大会、国防委员会或军委会。同时，周恩来再次提出增加金积、灵武为防地，并主张以中宁等地与陕南交换。
上述让步，实际上也正是中共中央这时在致国民党三中全会电中所做出的四项政治保证的内容。这四项保证是：（1）在全国范围内停止推翻国民政府之武装暴动方针；（2）苏维埃政府改名为中华民国特区政府，红军改为国民革命军，直接受南京中央政府与军事委员会之指导；（3）在特区政府区域内，实施普选的彻底民主制度；（4）停止没收地主土地之政策，坚决执行抗日民族统一战线之纲领。
毫无疑问，这一重大的原则性让步其实正是蒋介石及国民党人所希望得到的，因此它对国共双方达成最终谅解具有重要意义。
1月12日，周恩来再度与顾祝同进行正式磋商。在周恩来提交了中共中央致国民党三中全会电之后，双方达成了一项具体落实中共四项保证的协议草案。其主要内容是：（1）共产党承认国民党在全国的领导地位，停止武装暴动及没收地主土地，坚决实行御侮救亡的统一纲领，国民政府允许分期释放在狱共党，并容许适当时期公开。（2）苏维埃制度取消，现时苏区政府改为中华民国特区政府，直接受国民政府领导，实施普选制，特区内行政人员由地方选举，中央任命。（3）红军改编为国民革命军，接受军事委员会与蒋之统一指挥和领导，其人员编制饷额补充同国军待遇，其领导人员由军委会任命，其政训工作人员自任，以中央派少数人员任联络，其他各边区赤色部队改为地方团队。（4）共党得派代表参加国民会议讨论，军队得派代表参加国防会议。
双方一致同意以此为解决国共关系问题的基本办法，同时进一步就驻地及给养等具体问题交换了意见。之后，顾祝同于13日致电蒋介石，报告了此一协议草案的内容，并称如这一基本的办法一时不便施行，“拟请定一临时办法即暂划一地区俾其驻扎，每月酌予接济”。至于接济数目，顾祝同在电报中称，据说以中共现有全数官兵，每月至少非70万不能生存。
对于国共两党代表这时在西安达成的这一协议，双方似乎都不十分看重。周恩来告诉中共中央领导，即使现在蒋介石同意他去南京，也“一时谈不得结果”，因为蒋介石“始终不承认国共合作，而看做红军投降，似无共产党独立地位”，因此，他主张不抱幻想，反而应降低交涉规格，派刘伯承与其旧交顾祝同的参谋赵启禄具体商谈临时防地与接济办法。而蒋介石也确如周恩来所料，因为他成功地解决了东北军和第17路军问题，使红军再陷孤立，因此他这时的态度较2月8日他指示顾祝同“只要中共不做赤化宣传，一切都好商量”的态度，已经明显地强硬了许多。他明确认为，政治问题已不甚重要，重要的已是军事问题了，现在应当做到“编共而不容共”，以控制中共军队为第一位。在2月16日给顾祝同的复电中，他告诫顾祝同：“对于第三者（指共产党——引者注）处理方针，不可与之说款项之多少，只可与之商准留编部队人数之几何为准。当西安事变前，本只允编其三千人，后拟加为五千人，但五千人之数尚未与之明言也。今则时移情迁，彼既有诚意与好意之表示，中央准编其四团制师之两师。照中央编制，八团兵力已在一万五千人以上之数，不能再多，即可以此为标准，与之切商。其余人数，准由中央为之设法编并安置。但其各师之参谋长与师内各级之副职，自副师长乃至副排长人员，亦皆应由中央派充也。此仅对军事而言。至其他对于政治者，待军事办法商妥后，再由恩来来京另议可也。”
要让共产党接受蒋介石的这种条件，这时就连顾祝同也颇多怀疑。因此，在顾祝同接到蒋介石16日的电报之后，直到19日他才派其参谋赵启禄约刘伯承谈话，言语间闪烁其辞，说是据何柱国转达口信和蒋鼎文电话，知道蒋介石希望中共能转而信仰三民主义，军队只编1.5万人。而到第二天夜晚，赵启禄不能不再度拜访刘伯承，又一次非正式地告诉刘，经何柱国之传话和蒋鼎文的电话可概括为三点提议：（1）取消中共，都信仰三民主义；（2）特区实行民治；（3）红军编2个师8个团共1.5万人。不难想像，这种提议自然要引起共产党方面的反感。
2月21日，国民党三中全会通过了《关于根绝赤祸之决议案》，正式提出彻底取消红军与苏维埃政府，根本停止赤化宣传，根本停止阶级斗争；以此作为解决共党问题的所谓“最低限度之办法”。两党谈判的问题重新又集中到政治问题上来了，这使得中共中央不得不重新考虑对策。
24日，针对国民党三中全会的决议，周恩来向中共中央提出了进一步谈判的方针，并很快得到了中央的赞同。这就是：（1）可以服从三民主义，但放弃共产主义信仰绝无谈判余地；（2）承认国民党在全国的领导，但取消共产党绝不可能，惟国民党如改组成民族革命联盟组织，共产党可整个加入这一联盟，但仍保持其独立组织；（3）红军改编后人数可让步至六七万，编制可改4个师，每师3个旅6个团，约1.5万人，其余编为某路军的直属队；（4）红军改编后共党组织饰为秘密，拒绝国民党组织，政训人员自行训练，可实施统一的政训纲领，但国民党不辱骂及反对共产党；（5）苏区改特别区后，俟共党在非苏区公开后，国民党亦得在特别区活动。
同时，周恩来亦准备于不得已时对谈判采取拖延政策，并主张：在无法妥协时应以断然行动自动取消苏维埃及改变红军名义与编制，使国民党骑虎难下，争取主动。
共产党的行动多少产生了一些反响。26日，张冲见蒋后又受蒋命由南京飞返西安，再度参加与周恩来的谈判。在次日的谈判中，张冲首先转达了他向蒋介石汇报后所得印象。据他说，蒋介石的意见主要是共党要服从三民主义，在此前提下，政治犯可分批释放，共党现时秘密，宪法公布后可公开；特区因与中央法令不相合，可名行政区；国民大会共党代表人数可等周恩来来宁后商定。但周恩来要与顾祝同将军事问题大体商定。至于红军改编人数，2个师8个团可改为3个师9个团。
张冲告诉周恩来，他此行见蒋政治上可以说相当成功，且三中全会秘密讨论了几项问题：数年内收回冀东、察北，恢复华北主权案；积极外交联合英、美、苏案；准备以一年为期加强国防案以及容共案。这说明目前南京抗日容共的计划已经展开，正是双方妥协的大好时机。至于国民党三中全会关于“根绝赤祸”的决议之类，措辞确有不妥，“尚希谅解”。但至少国民党内取消共产党的意见已经失败，蒋介石也认为目前两党间政治问题已“相差不多”，只要军事问题能够达成一致，两党谈判即可告成功。
鉴于蒋介石已同意红军改编人数可由2个师8个团改为3个师9个团，这样一来改编后的红军人数可以较国民党原方案几乎增加一倍以上，周恩来相信双方的谈判又有了进一步接近的可能。次日，双方再谈，周恩来更具体提出红军改编6个师，每师3个团，总指挥部的人数在外，至少六七万人。但张冲“极诚意”地告诉周恩来：蒋介石一味压缩编制，并非轻视红军，只是无能为力，怕其壮大，故估计最多只能编4个师4万人。由于双方在部队编制及人数上相差甚远，周恩来自然只能表示无法接受，因而依据原定方针转而托其先代为解决临时接济给养及河西、陕南部队问题。
张冲与周恩来的这次谈判，使中共中央对蒋介石的谈判意图有了较深入的了解。由于这个时候双方谈判的焦点已集中到核心的军队问题上来，军队的编制与人数自然至为关键。红军前此3个方面军加上地方部队，人数确有六七万之多。但因此时红军西渡黄河的西路军2万余人大部失利，红军实际人数只有4万人左右，接近国民党可能接受之数。因此，中共中央很快决定再次调整谈判条件，不提过高要求，以利谈判成功。
3月1日，中共中央电告周恩来：“关于谈判方针：（1）红军编五万人，军饷照国军待遇，临时费五十万，以此为最后让步限度，但力争超过此数。（2）二十七、二十八、二十九、三十各军及地方部队不在五万人之内，均改保安队及民团，在特区行政经费内开支。（3）要求遣散老弱，收回苏票之善后费。”
由于中共中央转而同意限制改编红军人数不超过5万人，双方在军队人数上分歧已渐趋消除，这使得两党谈判有了迅速突破的可能，于是，双方军事谈判开始急转直下。
3月1日当天，顾祝同、张冲与周恩来正式商谈，同意先接济30万元，并允许为正在困境中的河西及陕南部队送款。对于改编数，周恩来提6个师24个团，顾祝同答应3个师12个团，张冲则私下建议4个师16个团，主张其余2个师改为2个徒手工兵师，由经委会出钱修路。张冲的建议立即得到中共中央赞同，张闻天与毛泽东致电周恩来，称我们今天的中心是在谈判成功后，我们在南京政府下取得合法地位，使全国各方面的工作得以开始，因此“红军主力编为四个师十六个团及两个工兵师，共六万人的提议，一般的可以接受，把红军数目夸张太大，使对方恐惧，对于我们亦不利”。
3日，南京方面复电顾、张，只同意3个师9个团。4日上午顾、张商量改为4个师12个团，随即由张通知周。根据中央指示精神，周恩来当即表示赞同，并与张就军事问题达成如下协议：（1）将现有红军中之最精壮者选编为4个步兵师，计容4万余人，4个师并设某路军指挥部；（2）将现有红军中精壮者选编为2个工兵师，计容2万余人，指定工程，担任修筑；（3）原有红军军委直属队改为统帅4个师的某路总指挥部的直属队；（4）原有红军的地方部队改为地方民团、保安队及特别行政区的警卫队，经费另定；（5）原有红军学校办完这一期结束；（6）原有红军的医院、工厂保留；（7）编余老弱残废由中央负责解决，给资遣散；（8）以上各项经费由中央统筹。
4日，顾祝同、张冲将以上结果电告南京，但南京次日复电仍坚持3个师9个团。5日，顾、张联名再电，至6日午始得复电同意12个团之数，但仍只允许编3个师。当日张冲与周恩来再谈，张冲提出按国防师编3个师6个旅12个团，每师可编炮兵、交通、特务3个营。周恩来对蒋介石的态度明确表示不满，并且当面指责张、顾失信。这使得张冲颇感焦急与不安，他再三解释，每师2个旅4个团另加炮兵、交通、特务3个营，加起来亦等于3个师16个团。同时，他一面致电蒋介石要求批准，一面致电中共中央领导人请求谅解。实际上，周恩来谈话之后也已意识到“编国防师（一师两旅四团）确较编整理师一师三团为好”，因整理师4个师“在装备组织上，恐不及（国防师）三个师”，何况国防师每师1.2万人，加上总指挥部0.4万人，3个师已达4万之数。周恩来致电中央建议接受此项条件。中共中央考虑到红军分为第一、第二、第四方面军和1个西路军，编4个师较理想，因而多数人仍主张争取编成4个师，后由毛泽东给周恩来复电表示：“如蒋坚持三个师时，亦只得照办。”至此，周恩来与顾祝同在西安进行的谈判大体上告一段落。
张冲所带来的谈判方案是否都与蒋介石一一商量过，似颇可怀疑。因为，就在国共两党正准备就各项问题达成具体妥协之际，蒋介石却左思右想，“夜不能寐”。考虑到“目前最大问题为对共党之处置能否得当”，蒋明显地希望能够趁此时机一劳永逸地解决问题。由于对国民党来说，共产党最大的威胁在于其掌握着自己的军队，因此蒋考虑来考虑去，最终决定不惜拖延谈判，也要设法剥夺共产党的军事指挥权。用蒋自己的话来讲就是：“只可收编其部队，决不许其成立军部或总指挥部，但于其高级将领与编余人员，当尽量予以安置也。”
蒋介石的这种担心，实际上也是国民党许多人的担心。在周恩来将双方大体商妥的结果形成文字之后，顾祝同，特别是贺衷寒又特意做了更符合国民党人愿望的改动。在“中国共产党承认服从三民主义的国家及国民党在中国的领导地位，彻底取消暴动政策及没收地主土地政策，停止赤化运动，要求国民政府分批释放共产党，容许共产党在适当期内公开”一段中，将“要求”改为“请求”；在“取消苏维埃政府及其制度，现红军驻在地区改为陕甘宁行政区，执行中央统一法令与民选制度，其行政人员经民选推荐，请中央任命，其行政经费请由行政院及省政府规定之”一段中，将“现红军驻在地区改为陕甘宁行政区”改为“改编军队，指定现在之地区”，将“其行政人员经民选推荐，请中央任命”改为“其行政人员得由地方及中央任命”；将“红军取消，改编为国民革命军，服从中央军事委员会及蒋委员长之统一指挥，其编制、人员、给养、补充，统照国军同等待遇，其各级人员由自己推选，呈请军委会任命，政训工作由中央派人联络”一段，改为“取消红军，改编为国军三个师（编制如附表，一四二四人），服从军委会及蒋委员长一切命令”；将周特别列出的“改编现有红军中之最精壮者为三个国防师，计六旅十二团，步兵团及其他直属之工炮通信辎重等部队”、“在三个国防师之上，设某路军总指挥部，其直属队为特务营工兵营等”、“红军原有之骑兵三个团及一个骑兵连，共约一千四五百人马，拟编骑兵一个团”等等统统删去，增加了“各级军政人员第一步得由部队长保荐呈请军委会任命”、“各级副佐人员由中央改编后逐渐派遣”、“政工工作由中央召集原有政工人员加以训练，与新派人员一同回部队工作”、“现有骑兵改编问题及设指挥部一节，候请示后再定”等内容。贺衷寒还在最后特别增加了一段文字，即“各事接洽妥善，望将中国只能实行三民主义而不能实行共产主义之真谛宣告国人”。
国民党方面态度的反复使周恩来极为不满，依照新的条文，不仅苏区将被一分为三，民选制度不能提，就是军队指挥、人员任用等，中共也失去自主，编制也被压至3万人，这无论如何难以让共产党人接受，甚至张冲也觉得“太不够格”，一再劝顾祝同不要太苛刻，顾自然强调责任在贺衷寒，但他其实也同样希望行政区按省划分，指挥机关只能设临时的，副佐及政训人员一定要派。再加上蒋10日有电令：“彼方如允减为十二个团，分为三个师则可照编，但不可准其三个师以上成立一军部或指挥部之总机关。”顾对军队指挥权问题也无可奈何。
对于这种情况，共产党人，特别是军事领导人完全没有思想准备，因而不能不感到愤慨。为此，中共中央召集了专门会议，决定要求周恩来采取强硬立场。中共中央电称：“贺、顾所提各点太不成话，其企图在于欲使我党放弃独立性，而成资产阶级政党之附属品。”“彼方所提如：一、划去民选，二、分裂苏区，三、派遣副佐人员，四、取消政治工作人员，五、缩小红军至三万人，六、地方部队由行营决定，七、改要求为请求，八、服从一切命令，九、置西路军不提等，均须严拒，声明无从接受。我们的最后限度：一、三个国防师组成某路军领导不变，副佐不派，学校必须办完本期，政工人员不变，每师人数一万五千余，编制表自定，服从国防调动，西路军立即停战；二、苏区完整，坚持民选，地方部队不能少于九千人”；同时，抗战准备、民主制度、改善民生、释放政治犯、民意的国民大会等，“必须与苏区问题同时解决”。中共中央的电报还主张停止西安谈判，“要求见蒋解决”。13日，中共中央再度经周恩来转电张冲：“顾、贺提案完全不能接受，因其带有侮辱性，已经引起我方干部极大愤慨……周提十五条，关于国民党方面，我们认为不满意，关于共产党方面，亦当须部分修正……故谈判须重新做起，两星期内周回延开会。”
14日一早，周恩来得到中共中央来电，将其直接抄送顾祝同和张冲，并准备立即返延。中共中央此举顿时使西安的气氛紧张起来。顾祝同不得不请张冲转告周恩来，称“此事实为贺（衷寒）所弄坏”，要张冲根据原案再谈，张冲也来向周恩来说明贺案作废，但周恩来根据中共中央关于应停止西安谈判的指示明确加以拒绝。周恩来称：“贺案作废固好，原案作基础我方仍有意见”，如每个国防师人数至少1.2万人，骑兵要求1个团，地方武装人数亦应有规定，河西问题须有办法，等等，这些均须回延讨论。
16日，周恩来返回延安。之后，于19日携中共中央已经草拟好的谈判条件到西安。20日，周恩来将该文件示张冲。文件中明显地增加了对国民党方面的要求，并提出了较过去要强硬的条件。在继续承认“拥护革命的三民主义及国民党在中国的领导地位”、“取消暴动政策及没收地主土地政策，停止赤化运动”、“取消苏维埃政府及其制度，现有红军驻在地区改为陕甘宁边区，执行中央统一法令与民选制度，其行政人员经民选推荐中央任命”、“取消红军名义，改编为国民革命军，服从中央军委及蒋委员长之统一指挥，其编制人员给养及补充统照国军同样待遇，其各级人员由自己推荐呈请中央军委任命”的前提下，要求国民党保证：全国停止“剿共”，释放政治犯，修改国民大会组织法及选举法，使各党各派、各民众团体、各武装部队均能选派代表参加，并坚持要求将“红军中之最精壮者，为3个国防师计6旅12团及其他直属之骑兵、炮兵、工兵、通信、辎重等部队，在3个师上设某路军总部”。周恩来声明：“红军改编后之总人数，不少于四万三千人”，而且“原苏区地方部队改编为地方民团及行政区的保安队，编余的精壮人员改编为徒手工兵队担任修路工程，老弱残废由中央给资安置，红军学校俟办完本期后结束。红军中的医院工厂保留”。
根据蒋电，周恩来这回没有与顾祝同等进行太多周旋，即于22日与张冲同机飞往上海，并很快转赴杭州见蒋。24日，周恩来先将中共对修改国民大会组织法和选举法的意见以信函的方式递交蒋介石。25日，周得以再晤宋美龄，向她提交了带去的中共15条书面意见。26日，周恩来面见了蒋介石。据周事后报告称，他一见到蒋就声明：中共愿意“拥护蒋委员长及国民党，一、领导全民族的抗日，保证领土主权完整，达到民族独立和解放；二、实现国内和平统一、民主自由，达到民权主义为成功；三、改善人民生活，发展国民经济，达到民生的幸福”。他同时强调：“（1）中共非投降，红军非改编，而是为民族国家利益愿意拥护蒋委员长的统一领导和指挥，这种合作立场完全是诚意的、互信的、愿意坚持到底的；（2）中共这种大的改变，必须给以解释的机会与时间，并望谅解其困难。因此有些问题必须声明和解决，如：（1）苏区改成边区（18县），红军改编3个师后人数请容许在4万人以上，请设立指挥总部，中央军政人员只任联络，学校办完这一期，增加红军防地。（3）以后一切都力求就成一片，向心的而非离心的，并愿以拥护统一及抗日之精神影响各省。”
蒋介石这次也表现得很痛快，当即答复说：这些小节不成问题，即使未谈好，也不会再打。国民大会、国防会议，几个月后可以参加。行政区可以是整个的，惟为应付各方，须由中共推一南京方面的人充当正的，副的以下均归中共。军队可以成立4万余人3个师及考虑设总的指挥部。接济粮食等等，均可告顾祝同解决。他决不会派人破坏，只是联络而已。蒋介石特别谈到过去的两党合作，称过去合作失败，双方均应检讨，要保证永久合作，就要不只图目前，而且要计及将来。中共有民族意识和革命精神，是新生力量，几个月来的和平运动影响很好，只要坚守新政策，必能达到成功。但他要求中共不要宣传什么国共合作，主要是与他个人合作，他希望中共这次改变政策，能够说话算数，做到与他永久合作。他特别突出强调了纲领与领袖两个问题，特别是共产党组织与蒋介石个人和与共产国际的关系，以及如何服从他个人权威的问题，要求中共中央商量出具体办法，然后再派周恩来出来见他。据蒋自己所记，他当天谈话中最核心的问题其实只是后面这个问题，即“要求共党改正组织，决定政策，并承认谁为领导者”。
3月30日，周恩来返回西安，随即回延安汇报了杭州谈判结果。对蒋介石的这次谈话，中共领导人是比较满意的。4月9日，周恩来直接致电蒋介石，称：“归肤施后述及先生合作诚意，均极兴奋，现党中正开会计议纲领及如何与先生永久合作问题。”会毕即南下晤蒋。而根据蒋介石的建议，中共中央开始草拟《御侮救亡复兴中国的民族统一纲领》《民族统一联盟组织规约》，并讨论修改国民大会组织法与选举法。
紧接着传来渡过黄河的红四方面军徐向前、陈昌浩部（即西路军）遭马家军（马步青、马步芳部）“围剿”致全军覆没的消息。中共虽受沉重打击，但鉴于西路军的失败已成定局，国共谈判却不能因此停顿，周恩来随后还是受命再赴西安，于28日与顾祝同、张冲会谈。顾祝同这时极端重视改编问题，希望5月10日左右解决。周则表示：和平基础虽然已经确定，但仍须将共同纲领加以确定，延安方好发表宣言与名义，并开会解释，此事往返时间较长，改编至少要在6月才能开始；并且，红军的人数也必须达到4.5万之数，为此可能还须面见蒋介石才能解决。周恩来同时将草拟的《御侮救亡复兴中国的民族统一纲领》交给了顾。当天，顾祝同就打电报给蒋介石说明了这一情况，周恩来也于同时打电报给蒋介石询问见面时间。蒋则以“近日病体未痊，驻址未定”为由，强调“须待十日后方能确定会地约期相晤”。
由于一时见不到蒋介石，周恩来只好再与顾祝同和张冲商谈有关事宜。5月3日，顾祝同和张冲依据蒋的电报指示表示，共同纲领不论由何方提出，均非一时所能解决，故应由共产党首先发表宣言，以便5月中即可实行改编。顾祝同称：关于这一点其实是蒋先生的意思，中共无论如何要接受这一提议，并让他事先了解中共宣言的内容，否则他难以答复蒋先生。周恩来表示：“如与商妥纲领，发表宣言并非难事，否则无所根据。”中共中央也于5月5日指示周恩来：“坚持两党发共同宣言为有利，此宣言在共同纲领确定之后发表，宣言大意不外共同纲领草案上所说的。向张、顾说，如他要我党单独发，则第一，彼党须同时发宣言，第二，我党宣言中不得不驳复三中全会宣言及根绝赤祸文件中我党及人民不能忍受之许多东西。”
这时，国共双方在政治方面实际上仍有很多分歧，特别是中共在刊物上公开发表对国民大会法规的修改意见后，蒋介石立即表示不满，他迅速打电报给顾祝同：“共党近日对实行草案等之宣传及其对国民大会选举修正意见仍以反对本党为惟一对象，毫无异于过去之行动……如其果诚意合作，应嘱即予彻底改正，从速停止此项宣传。”对于蒋介石的批评，周恩来却不以为然，他以书面意见特别告诉转达意见的顾祝同说：“甲、自贵党三中全会各项决策发表以来，贵党对共党之文字攻击与谩骂致散见各报，竟其持论与前无异，共党同志阅之屡受刺激。乙、对国民大会选举法的修改意见，共党所提与贵党中央所修改者确有原则上之差别，共党本其所见继续要求，此乃自由发表政治意见，早应为民主政治所许。丙、以上各事共党言论并未足越民主政治范围，贵党同志果欲以实施政策为天下倡者，则以实现共党之要求为最能合于民主自由。”同时，根据中共中央指示，周恩来还两次致电蒋介石，红军的改编必须按如下程序：“一、确定共同纲领；二、发表边区政府及师长以上名义；三、实行军队改编，中央实行释放政治犯；四、目前先由周发表书面谈话。”
鉴于在西安就此程序问题进行交涉难于解决问题，张冲于5月8日打电报给蒋报告协商结果，主张就此告一段落，与周恩来同返南京面见蒋介石。张冲电称：“（一）关于军队数目，结果勉强商得削至十五个团之数，编成三个国防师，统率于一个指挥部，受行营节制，详情由顾主任报告。（二）关于匪区善后问题：（1）编余老弱请中央给资遣散。（2）编余精壮改为徒手工队，请中央指定工程，担任修路。（3）原有该军地方部队改为民团保甲或行政区保安队。（4）原有学校限本期办完结束。（5）医院及工厂请予保留。（6）以上费用请中央发给。此乃系初步商酌，应先派一视察团调查后再核办法。”
5月9日，蒋介石电示顾祝同，同意派团视察及见周恩来，决定过几天去洛阳时再就近约期与周恩来会面。蒋介石在电报中又要顾祝同就纲领及改编以外之中共要求等事先与周恩来进行磋商，并谈妥一切。因此，第二天，在张冲要求下，双方代表在西安再度进行商谈。周恩来进一步具体介绍了中共关于组织民族统一联盟及改组国民党问题的意见，并递交了早已拟就的《民族统一联盟组织规约》，同意与顾祝同交换意见。但顾祝同这时却急于首先解决派团视察陕北苏区的问题。根据中共中央的指示，周恩来于15日同意国民党派团视察，不过同时声明：第一，不能称为视察团，应为考察团；第二，不能让康泽及共党的叛徒进入苏区。18日，双方商定视察团改名为“中央调查团”，于23日出发，由叶剑英陪同。该调查团26人分为4组，第一组旨在了解中共最近活动，及其对合作之意向；第二组旨在了解红军情况，及有无改编意图；第三组旨在了解红军大学和教育机关，看其有无违反三民主义之处；第四组旨在了解地方行政和民众状况，看其是否真要取消苏维埃政府。
这个时候，国共两党的谈判已有了一个大致的结果，根据顾祝同的报告，双方已经谈到公布谈判结果的具体程序问题了。即：“（一）目前即由周恩来代表共党发表书面谈话，声明取消各项伪号，其内容系前次在杭面呈之件。（二）周进谒钧座商定纲领。（三）发表宣言说明共党新政策之转变并包括新纲领。（四）中央发表边区及部队官长名义。（五）编遣军队与正式点验，同时请中央分批释放共党人犯。关于纲领问题，周表示，如该纲领仅属共党，则将来宣言由彼方单独发表，否则作为各党派在领袖领导之下共同纲领，则将来宣言必须共同发表，其合作办法则为：（1）各党派取消原有政治主张，归纳在一个共同纲领之下，推其一个领袖为各党派所合组之委员长。（2）改组国民党，容纳各党派参加。兹事体大，彼谋将来面陈。”
由于谈判进展到商谈两党具体的组织合作事宜，蒋介石自然要开始打共产党组织的主意了，他希望能够借此一并消弭共产党政治上的影响力。用他的话来说，就是今后对共产党，“甲、应使其取消名称，改编组织；乙、应使其誓行三民主义；丙、应使其承认领袖之地位与权责；丁、应改编其军队为国军”；可“宽纵其经济”，甚至政治亦可从宽，惟应“严限其军额”，“区域则宜严”，总之，“不能使之独立”。只有在这种情况下，才可以考虑共产党公开活动的问题。而且“国民大会前其宣传与组织均应停止活动”，以后“共党如其要公开，则应取消其党名”，不准其用“各党各派”字样，应承认领袖之权责，“否则不准其公开活动”。
为了设法实现这一目标，蒋介石于22日电告顾祝同，要顾通知周恩来，他日内将赴牯岭，周月内来沪后可约会期。在与中共中央电报往返后，周恩来决定于27日飞沪，再转往江西庐山牯岭。周这时也拟就了希望能够与蒋介石商谈的几方面问题的腹稿。他所拟就的关于两党关系方面准备讨论的问题有：两党共同纲领问题、两党组织结盟或改组国民党、容纳共产党问题、释放被捕中共党员及爱国人士问题、发表共同宣言或共同声明以及发表边区名义及其委员会组成（以林伯渠、张国焘、秦邦宪、董必武、徐特立、高岗、郭洪涛及张冲、杜斌丞为委员）问题、改编红军、发表名义（以朱德、彭德怀、林彪、贺龙、徐向前、刘伯承为正、副司令及各师师长）问题、经费问题（支付正规军60万元、学校5万元、地方行政及武装15万元、遣散及善后60万元，收回苏票120万元等）。与此同时，周恩来还计划与蒋讨论修改国民大会选举法、修改宪法草案及中共参加国会和国防会议等问题。
5月27日，周恩来飞抵上海，之后于6月4日经南京转庐山。
6月8日，在仔细研究过周恩来提交的书面提纲和《民族统一联盟组织规约》等文件之后，蒋介石开始与周恩来进行正式谈话。实际上，还在上庐山之初，蒋就与张季鸾、张群、陈立夫具体商讨了对共产党的方针问题，并决定：“甲、经济从宽；乙、政治次之；丙、军事必严定限制；丁、主张坚绝不能迁就；戊、行动须令一致；己、区域与军官仅施监察亦可；庚、勿准联合各党各派主张；辛、勿准宣传共产主义；壬、改党名，誓行三民主义；癸、承认领袖权责”，坚持“最要者使共党与第三国际断绝关系，应令共党明了中国抗倭须以中国为本，并非为其他国家抗倭也”。在周恩来上山之后，蒋更基于各方报告，相信必须要严格限制共产党目前的活动，强调：“应警告共党：甲、不能提不必做之言、不能做到之事。乙、绝对服从与一致，不得擅自宣传。丙、不得任意活动与组织。丁、应限制与第三国际联络。”
针对周恩来提出的成立民族统一联盟的建议，蒋介石也更进一步提出了他上次所强调过的“彻底合作”问题。如何“彻底合作”？他的意见是：根据国民党高层内部已经商定的国民革命同盟会组织方案行事，即“甲、组最高干部会或团，各派五人至七人。乙、手续各先取消原有党籍，重填盟约誓书。丙、领袖有最后决定权。丁、干部先推定，后为圈定制”。蒋介石对周恩来讲得很明白：所谓彻底合作，其关键就是国共两党组织上要统一。他认为，成立民族统一联盟的设想是可取的，但不如干脆叫“国民革命同盟会”，而且不能如中共所提规约那样只是一个松散的民族统一战线组织。这个国民革命同盟会由他指定国民党的干部若干人、共党推出同等数目的干部合组之，以他为主席，他有最后决定之权。在此基础上，两党一切对外行动及宣传，统由同盟会讨论决定，然后执行，关于纲领问题亦由同盟会加以讨论。同盟会在进行顺利后，将来视情况许可，可扩大为国共两党分子合组之党，进而与共产国际发生组织关系，以代替共党关系，并由此坚固联俄政策，形成民族国家间的联合。
蒋介石的谈话，许多地方使周恩来难以接受，特别是在关于实行组织合作的原则及边区政府组成等问题上，周恩来均表示了不同意见。关于军队指挥与人事问题，周恩来与蒋介石“争论很久”，他无论如何难以理解蒋介石何以上次明确表示3个师以上可以设立总的指挥部，他只派人联络，这次不仅不同意设立总的指挥部，而且还坚持要边区及各地红军的领袖统统离开部队。但争来争去，蒋介石最后只让步到可在3个师之上设一政治训练处代行指挥之权。用蒋日记中的话来说，就是“共党必欲将收编部队设一总机关，自为统率，此决不能允许，应严拒之”。对此，周恩来十分不满，接连与宋子文、宋美龄及张冲“往返磋商”，请代为转达意见，但“仍不能解决”。蒋介石并且还托宋子文转告周：“（1）共党目标不要太大，易引起外间恐惧；（2）共党要首先取得全国信用；（3）共党不要使蒋太为难，以便将来发展。”
中共中央这时态度上之积极，可以从他们迅速表示接受蒋介石关于成立国民革命同盟会的提议，并很快拟就组织原则草案上报共产国际一事清楚地看出来。从中共中央6月26日给共产国际的电报可以知道，这一新的组织构想与他们原先提出的那个民族统一联盟已有重要不同。民族统一联盟是包容全国一切抗日政党及人民团体的民族统一战线组织，而革命同盟会正如蒋所要求的，只是国共两党合作的组织；民族统一联盟之主席应由各党派代表推选，推选出来的主席也没有任何特殊权利，而革命同盟会却明确规定以蒋为主席，并肯定了蒋依据共同纲领有最后决定之权。当然，由中共起草的这个组织原则草案，仍旧明确规定了同盟会内两党必须保有各自组织上的独立及政治批评的权利，规定同盟会不得干涉两党内部事务。中共中央认为成立这样一个同盟会，将能够依据共同纲领使国共两党之间的合作成为事实，并有助于解决两党之间的问题，以便真正改善两党关系。
承认国民党事实上的领导地位，依照国民党政府的要求进行改编改制，包括承认蒋介石所提合组革命同盟会的条件及其最后决定权，这些对中共中央来说都不是太难的事情，因为中共这时所谋求的最主要的目标，就是要保持自身组织生存发展的独立性。而要保持自身组织生存发展的独立性，军队指挥权问题就成了重中之重、非争不可的问题了。周恩来回延安后再三致电张冲及蒋介石，称：虽然各项重要原则问题已经接近于解决，“惟总的指挥机关及主持人选，此间同志均认为非有此实无法进行改编，尤以朱同志去留影响极大”，故“请予改变处置”，以“渡此难关”。
蒋介石既然刻意提出指挥权问题，自然深知此一问题为关键。他这时未必打算趁机夺取中共军队，但自西安事变以来停止“剿共”，有一个问题必须有所解释，这就是，来自共产党的威胁是否真正被消除了？蒋既不能收编或遣散红军，红军的继续存在本身，就意味着某种威胁还存在，蒋无论如何难以向党内反对势力加以解释。如果能够把红军的指挥权掌握在自己的手中，这个问题自然也就不难解释了。这正是蒋别出心裁地坚持不允许红军自设总指挥部的重要原因所在。张冲、顾祝同等身为国民党人，自然也乐得如此，周虽极力要求张冲代为进言，张冲却几度来电表示：既然蒋坚持己见，周也曾再三与宋美龄、宋子文磋商交涉而无结果，目前似不宜力争，不如争取改日见蒋介石时再行商谈。顾祝同这时也复电周恩来，转达蒋介石的意见说：蒋“以环境关系及现时事实上之困难”，对此实难让步，还望“转告贵方诸同人体念委座处境之苦”，不必斤斤计较于此“区区小枝节”。
7月7日，根据中共中央的决定，博古、林伯渠与周恩来应蒋介石之邀经西安飞至上海，准备转往庐山，同蒋介石进行下一阶段的谈判。可是，这一天刚好爆发了卢沟桥事变。随着卢沟桥事变的迅速扩大，国民党在两党谈判中的优势地位迅速发生了逆转。这种情况自然为中共中央争取有利的合作条件提供了千载一时的机会。