1936年12月9日晚，张学良找到老蒋，再次劝蒋抗日，并要求蒋放过学生，但是蒋怒称：“对这批学生，除了拿机关枪打以外，是没有办法的”，张听后大怒，反问道：“机关枪不打日本人反而去打爱国学生？”张蒋再次大吵，盛怒下的张学良于当晚决定兵谏。
当晚张学良与杨虎城商议，决定发动兵变，命令白凤翔去捉拿蒋介石，白凤翔说“只见过照片，没见过本人，到时候乱军之中怕出错误。”
12月10日，张学良带着白凤翔见到了老蒋，蒋正在召开会议，正式通过发动第六次“围剿”计划，决定在12日宣布动员令。
1936年12月11日晚，蒋邀请张学良、杨虎城和蒋鼎文、陈诚、朱绍良等晚宴，席间，蒋宣布了蒋鼎文为西北剿匪军前敌总司令，卫立煌为晋陕绥宁四省边区总指挥等换将的任命书。命令中央军接替东北军和西北军的剿共任务。
张学良和杨虎城知道，事情已经无法挽回，于是决定当晚动手。张学良和杨虎城分别召见东北军和十七路军高级将领，宣布第二天清晨进行兵谏。
1936年12月12日晨5时，张杨发动兵谏，东北军到临潼的华清池捉蒋，蒋从卧室窗户跳出，摔伤后背，躲在一块大石头后面，被发现活捉，十七路军还扣留了在西安的陈诚、邵力子、蒋鼎文、陈调元、卫立煌、朱绍良等国民党军政要员，邵元冲等人遇难。西安事变爆发。
当天，张杨向全国发出了关于救国八项主张的通电，提出：
改组南京政府，容纳各党各派。共同负责救国。停止一切内战。立即释放上海被捕的爱国领袖。释放全国一切政治犯。开放民众爱国运动，。保障人民集会结社一切政治自由。确实遵行孙总理遗嘱。立即召开救国会议。
南京中央于当晚十一点半，召开中常会及中央政治会议联席会议，决议夺张学良本兼各职，交军事委员会严办。
这时一直想取蒋而代之的黄埔系二号人物何应钦，突然意识到机会来了。在南京召开的中央会议上，何应钦极力主张武力平叛。而孔祥熙、宋美龄等为了保证老蒋的安全主张和谈，冯玉祥、李烈钧等元老出于国家民族安危。支持主和派政治解决，一连几个昼夜争吵不休。宋美龄害怕老蒋被张学良、杨虎城杀掉，一再央求何答应张、杨部分要求和平解决。可是何态度坚决，失声骂道：“你一个妇道人家懂得什么？只知道救丈夫！国家的事，你不要管！”
宋美龄还从没见谁这样对她说话的，当下就哭闹起来：“你这样做，太辜负蒋先生了！”边哭边低声骂道：“以后我要你这个姓何的瞧瞧，到底是女人家懂得什么，还是你这个臭男人懂得什么！”
会议最后决定剿抚并用。一面以何应钦为讨逆军总司令，一面以于右任为陕甘宣抚大使。
宋美龄在上海初闻西安发生事变之际，就想到澳籍友人端纳是生于澳大利亚新南威尔士州斯峪的记者，他一生的事业在华夏，曾赞助过华夏的辛亥革命，后来又成为北京北洋政府的客卿；曾为张作霖父子的谋士。与张学良交往密切，也是老蒋的好友。蒋夫人请端纳到寓所，与孔祥熙共商。端纳对于西安一行，认为义不容辞，当晚，即随同宋美龄乘夜车前往南京。
12月14日，端纳带着宋美龄、孔祥熙的秘密使命飞抵西安，会见了老蒋，并向蒋递交了宋美龄的亲笔信。宋美龄在信中意味深长地写了一句“南京城内戏中有戏”，建议蒋下令何应钦停战。
在何应钦等人的挟持下，国民党通过了“讨伐”张、杨的决定，授何应钦负责军事。代行老蒋的总司令职务，何一方面与日本驻华使馆及桂系、四川军阀联系，促汪精卫回国主持大计。对人事作出内定，一方面出任讨伐总司令，调动两个集团军向西安推进，令空军轰炸张、杨部队。
老蒋在接到了宋美龄的信之后，立刻意识到了危险，答应写信命令何应钦停止进兵。因蒋百里提议，派一个张最恨的人出去传递消息，以示无私，遂选定了蒋鼎文。12月17日，张学良让蒋鼎文带着老蒋给宋美龄和何应钦的信函，从西安飞往南京。
18日上午，蒋鼎文由西安飞抵南京，向何应钦出示了蒋介石停战手谕。何应钦无奈这才罢手。
22日，经过端纳全力周旋，宋美龄、宋子文等乘飞机飞往西安。蒋鼎文陪同两人一起返回西安。
当蒋鼎文即将离开南京时，其夫人蔡文媛在机场哭哭啼啼、不愿其夫再入‘虎穴‘，自投罗网，但宋美龄对蔡说：‘你是一个国家大员的夫人，一切事情应以国家为重，不能凭夫妻感情来阻止丈夫为国效忠。‘
不过此时的宋美龄也是惶恐不安，在飞机上宋美龄把手枪递给端纳，说：“如果叛军对我有任何不礼貌行动，你可用此枪立即将我枪杀”。张学良、杨虎城去机场迎接，下机后，宋美龄与张学良说：“汉卿，这是我的东西，就不要再检查了把？”张学良马上说：“夫人，岂敢！岂敢！”
当见到蒋鼎文时，张学良拍着蒋鼎文肩膀说：‘铭三兄，你是好汉，果然不怕死，又回来了。‘蒋鼎文答道：‘副司令是大好汉，我是小好汉。‘
张、杨与宋子文、宋美龄举行了会谈。后由张学良本人陪同宋美龄和端纳往见蒋。
1936年12月23日，双方在张公馆西楼二层开始正式谈判，蒋方由宋子文，西安方面由张学良、杨虎城、周e来三人出席。西安方面再次提出六条主张：1、停战，撤兵至潼关外；2、改组南京政府，排逐亲日派，加入抗日分子；3、释放政治犯，保障民主权利；4、停止剿赤，联合赤军抗日；5、召开各党派各界各军救国会议；6、与同情抗日国家合作。