及十二月二十日晨，停止进攻之期限已届，余力争展限三日，决偕子文同机入陕，神经兴奋，几不能持。行前最后一瞬间，政府中高级长官群集余所，坚请暂留。亦有余若留京，尚可于委员长未离西安以前，劝止中央军之进攻者；余乃自动与彼等约，倘子文去后，三日内不能返京，则不得再阻余飞西安。同时接张学良来电告余，倘不能阻止进攻，切勿来陕。盖彼亦无力护余矣。
宋子文飞抵西安以后，径直闯入蒋介石的下榻处。正如斯特林·西格雷夫所描述的那样：
蒋在床上抬头看见子文走进他的卧室，他吃惊得说不出话来。子文把蒋夫人的信交给他。信上说：“如果三天之后子文还没有返回南京，我就到西安来和你生死与共。”委员长心软了，眼泪涌了出来。子文示意少帅和端纳回避一下。
他们单独交谈了半小时。
除了其他事情以外，蒋对子文说，绑架他的人在看了抄查到的他的日记后改变了对他的态度，因为日记上面表明，他的最终目的是保卫中国抵抗日本。然后他重复了端纳的警告：最严重的威胁不是来自叛军，而是来自亲日派。亲日派那时正在进行轰炸西安和蒋本人的最后准备。
那天晚上，子文同少帅一起来到蒋的住房，进行政治上的激烈讨价还价。他们一致认为，机不可失，时不再来。必须趁子文在这里期间办成要办的事，否则对他们来说一切都太迟了。
子文也带来了一个令人振奋的消息。经他调解，南京各集团达成了休战三天的协议。但是他们只给予三天期限。至于子文皮包里还有别的什么向他的妹夫施加压力的计划，那从来没有泄露出来。但是，他仅仅花了二十四小时（而不是三天）就说服蒋勉强同意叛军提出的最重要的几项要求：改组政府，建立抗日统一战线，防止内战。
就在这次蒋宋会晤结束不久，周恩来通过一位姓郭的朋友转告宋子文：希望与他面谈。这大出宋子文所料，他本能地感到问题复杂化了，觉得“周恩来一来，事情就难办了”。加之他顾虑何应钦抓把柄，于他不利，便不敢单独和周恩来见面。但碍于所谓的政治家的面子，又婉转地辞谢：
“请代我转告周先生，此次西安之行匆匆，没有时间和他晤谈，深以为歉。”
“周先生希望我向您转告中共对此兵谏的处理方针，不知您……”
“我当然愿意知晓，请谈，请谈！”
“周先生说：这次事变中共未曾参与，对事变主张和平解决，这是中共团结抗日方针的继续，望宋先生认清大势，权衡利弊，劝说委员长改变政策，为国家做出贡献。”
“一定！一定……”
“另外，周先生还说：只要蒋先生抗日，共产党当全力以赴，并号召全国各界人士拥护国民政府，结成抗日民族统一战线。”
宋子文听后大感意外，对中共的方针和态度十分赞赏。至此，他既弄清了西安三方的态度，又看到蒋介石的处境是安全的，遂决定回南京报告。
星期一下午，宋美龄终于盼来了赴西安的宋子文和端纳。正如她自己撰写的回忆录所记述的那样：
“端纳云：‘张确有计划，拟于进攻开始后挟委员长乘机离陕他行。’余闻言，自觉能想象张之心理如见其面；因此益自信，倘能与张当面商谈，并能以余信心感其迷懵。当时余对西安事变已具一种感想：譬之造屋，端纳既奠其基，子文已树柱壁，至上梁盖顶完成之工作，实为余无可旁贷之责任矣。
于是，宋美龄决意亲赴西安，在端纳等人的陪同下，登机启行。然而，她并非没有顾虑，她曾经这样描述了自己的心情：
“一星期来，今日独异常晴朗，然机抵洛阳上空，俯视机场，轰炸机罗列待发，心坎突增阴影。余下机与该地中央驻军及空军将领面谈后，即登机，坚嘱洛阳空军司令，未得委员长命令，切勿派机飞近西安。及机起飞，余渐感悬悬，不识前途如何。时飞机正在盖雪群山中循铁路线前进；过华山，远望如晶莹之冰山闪烁作光；最后见平原，知近西安矣。端纳于白色山丛中遥指一方形城邑告余日：‘彼处即为临潼，委员长被劫处也。’此时余万念猬集，怅触若狂。俄顷，余等似已盘旋于西安及飞机场之上空。余于飞机着陆前，出手枪授端纳，坚请彼如遇军队哗噪无法控制时，即以此杀我，万勿迟疑。余复筹划，面对劫持我丈夫者，应取若何态度；盖余深知成败契机，全在于此瞬息之间。最后决定余对彼等之态度，即使彼等行动暴戾，而余必须强为自制，勉持常态，只有动以言辞，以达余来西安营救委员长之唯一目的。”
当天晚上，“他们乘坐的三个引擎的‘福克’式飞机随着拉纤牵索的鸣响在泥土地上逐渐停了下来。这几位疲倦的乘客蹒跚地走下飞机。头戴羊皮帽的满洲兵高举着火把在他们四周围成一个圈。为了抵御蒙古刮来的寒风，蒋夫人从头到脚穿戴得严严实实。子文近年来长胖了许多，很难分辨他的下颏和围巾的界线。他头上戴一顶有帽耳的黑色熊皮帽子，丰满的脸起伏不平，像一只皱皮的葡萄柚，上面装饰着一张翘起的大嘴和两只黑溜溜的小眼睛。在他旁边，冷风里站着满头灰发、脸色苍白的端纳；他神情忧郁，眼睛里布满了血丝。在他们身后跟着穿着讲究、保持警惕的戴笠。他那漂亮的面孔看上去温和而充满着智慧，一双锐利的眼睛扫视着房顶，寻找像他这类人隐藏的迹象。
“最后走下飞机的两个人是蒋夫人的女仆和厨师。她无论到哪里去都要带上一名厨师，因为始终存在被人下毒的危险。几年前，少帅前去赴宴时，在委员长本人的餐桌上中了毒，险些丧命。他这次在西安举行宴会时可能回敬一下，蒋夫人没有必要冒这个风险。”
宋美龄步下飞机的言行，较为详细地记在她撰写的《西安事变回忆录》中。这部分史料虽有“只讲过五关，不言走麦城”之嫌，我依然摘录有关章节如下：
机方止，张学良首登机来迎，其状甚憔悴，局促有愧色。余仍以常态与之寒暄。离机时，乃以不经意之语气，请其勿令部下搜查我行装，盖惧紊乱不易整理耳。彼即悚然曰：“夫人何言，余安敢出此！”时杨虎城亦踵至，余坦然与握手，似偶然过访之常客。杨状甚窘，但见余镇定，又显觉释然。
车行街道间，初未见意想中之紧张，及抵张宅，彼即问余是否欲立见委员长。余请先行杯茗，盖欲示意，余信彼为君子，愿以安全寄彼掌握间，此系余忆在京时，曾有人戒余，倘赴西安，不独不能晤委员长，且将被囚做质，丧尽尊严。余固知张之为人，不致如此，今更得证明矣。时委员长尚未知余至，余不愿其延候焦急，故戒勿通报。委员长被禁处离张宅只一箭之遥，警卫森严，且多携机关枪者，盘旋于四周。
余入吾夫室时，彼惊乎曰：“余妻真来耶？君入虎穴矣！”言既，愀然摇首，泪潸潸下。余强抑感情，持常态言曰：“我来视君耳。”盖余知此时当努力减低情绪之紧张。时吾夫以背脊受伤，方卧床，面甚憔悴，因先加看护，缓言其他，使得少些舒适。
吾夫言曰：“余虽屡嘱君千万勿来西安，然余深感无法相阻也。今晨余读《圣经》，适阅及‘耶和华今将有新作为，将令女子护卫男子’句，今君果来此。”我夫历数被劫之经过，并称在劫持中，决不做任何承诺，因要求我勿以签订某种文件相劝。余告之曰：“余本视国家福利重于吾夫之安全，幸勿虑我有强劝吾夫屈服之举。”余复告以感觉劫持彼者已萌悔祸之意，倘处理得宜，或可立即解决。我等目前应自制，应忍耐。吾夫述十二日晨经过情形时，感情冲动，不能自持，余即温慰之。出圣诗就其榻畔诵读者有顷，始见其渐入睡乡。……
余见委员长后，再召张来见；彼或因余未加斥责，显有快慰状。余立以镇静诚挚之态度与之商谈，告以彼等自谓此举得全国民众之拥护，实属错觉；今大错已成，若何补救，实为当前唯一问题。并语之曰：“汝若向余问以后之方针，余可以诚意告汝，尔等欲将武力以强迫委员长做任何事，皆无成功之希望。”张曰：“夫人如在此，决不致发生此种不幸之事。”此语殊出余意外，骇然久之。张续曰：“我等劫持委员长，自知不当；唯我自信，我等所欲为者，确为造福国家之计划。然委员长坚拒不愿与我等语，自被禁后，怒气不可遏，闭口不愿发一言。深愿夫人婉劝委员长暂息怒气；并望转告我等实一无要求，不要钱，不要地盘，即签署任何文件亦非我等所希望。”余表示深信其言之由衷，不然，则彼等行径又何异于旧时军阀。唯目前欲示世人以无他，应放弃胁迫态度，立即恢复委员长之自由。因复语张曰：“尔性太急切，且易冲动。尔当知世上有许多事，皆非躁之举动可以成功者，唯步骤一致渐进之行动，乃可得真正之进步；”张闻言，颇感动，诚挚言曰：“夫人，余已觉悟此举之不当，决不愿托辞掩饰。唯自信动机确系纯洁。倘此次夫人能一如往昔偕委员长同来者，余敢断言，决不致发生此不幸之事变。今余屡欲向委员长有所申述，彼辄禁我启齿，厉声呵斥，奈何！”余曰：“汝仍未能了解委员长也。彼所斥责者，每为其寄有厚望之人；倘对汝鄙为弃材，则决不再费如许精神对汝斥责。汝每称事委员长如事父，彼信汝此言之诚，故不假颜色。”余又告之曰：“十二日事变发生之晨，枪声四起，委员长未衣棉衣，备受严寒之侵袭，且流弹飞舞于四周，若未获上天之默佑，彼不饮弹而亡，亦将罹肺炎而死矣。然而已过者今勿再提，目前应讨论者，如何可使此事件迅速结束；盖委员长留此间愈久，国家之损失亦愈大。汝意以为如何方可收拾此危局？”余复述前言，促其速自悔悟，力图善后。张屡颔其首，并言彼个人亟愿立即恢复委员长之自由，唯此事关系者甚众，不得不征求彼等之同意，余因促之曰：“然则速将余意转告彼等。倘彼等欲与余面晤者，可遣之来见；凡委员长所不愿见者余皆愿代见之。余留此候汝复音。”我等谈话至此告一段落，时夜已深矣。
……
翌日，张学良、杨虎城和宋子文、宋美龄商议谈判事宜。躺在床上的蒋介石翘起头来，提出两个原则，即：一、由宋氏兄妹代表他谈判，他不出头；二、商定的条件，由他以“领袖的人格保证”，回到南京以后分条地逐步地实行，在西安不签字，不公布或对外有什么公开表示。张学良和杨虎城从国家、民族的利益出发，同意了蒋介石所提出的原则。接下来，又一块商议参加谈判的人选，张学良稍事沉吟，十分坦然地说：“我方除我和杨主任参加以外，还应包括委员长的老部属——中共要人周恩来先生。”
“不行！不行……”蒋介石猝发怒火，本能地大声反对着。
“夫人不是有言在先，”杨虎城为了缓释骤起的紧张气氛，有意激将地说，“凡委员长所不愿见者余皆愿代见之吗？在此非常时期，如言而无信……”
“请放心，我不会食言的。”宋美龄稍许停顿过后，异常严肃地说，“我同意和这位周恩来先生会商！”