张学良杨虎城二人均是力谏蒋介石以抗日为先，又遭到蒋介石的痛斥。12月7日，张学良只身来到华清池，这一次，张学良声泪俱下据说都给蒋介石跪下了，力劝蒋介石抗日，但蒋介石依旧不从，没有办法的张学良来到杨公馆，商议于次日由杨虎城代表西北军再劝蒋介石，第二日，杨虎城依旧无功而返，蒋介石也看出张学良与杨虎城并无剿匪之心，决定将东北军和西北军南调至福建，由中央军接管西安，11日晚，蒋介石举行晚宴，宴会上任命蒋鼎文为西北剿匪军前总司令，卫立煌为晋陕绥宁四省边区总指挥，其他职务也均被中央军将领替换。
晚宴结束后，张学良密诏杨虎城和东北军，西北军高级将领进行秘密会议，决心于次日清晨兵谏蒋介石，并由骑六师师长白凤翔为攻坚总指挥，白凤翔麾下主力团十八团团长刘桂五担任主攻任务，卫队二营营长孙铭九，华清池警卫队队长王玉瓒共同协助刘桂五，105师师长刘多荃担任总指挥。
12日凌晨五点半，骑六师师长白凤翔，团长刘桂五率部赶到华清池，打响西安事变最惊心动魄的第一枪，蒋介石卫队保镖宪兵队虽然人少，但装备极好，且地形狭小，易守难攻，因此骑六师与其激战了整整两个小时，才彻底瓦解其武装，孙铭九率先冲进蒋介石的房间，但是蒋介石早已不知所踪，这让赶来的刘多荃和白凤翔心惊不已，抓不到蒋介石，行动就算是失败了，孙铭九一摸被窝，发现还是热的，断定蒋介石没跑多远，此时一名卫兵报告说在围墙边上找到一只拖鞋，刘多荃断定蒋介石是翻墙逃往华清池背后的骊山，于是下令搜山，同时张学良也指示刘多荃和白凤翔，不惜一切代价，必须找到蒋介石！
搜山一直持续到九点，孙铭九在半山腰抓到了蒋介石的侄子蒋孝镇，孙铭九逼问其蒋介石的下落，蒋孝镇死活不肯说但眼神不住向上瞄，蒋介石秘书萧乃华露出头当即被士兵击毙（也有一说萧乃华在逃跑途中，被击毙于华清池旁），随后士兵便发现了躲在山洼里的蒋介石。
现在的文献对于西安事变的描述非常繁杂，口径大多不一，但是对于蒋介石被抓时候的窘态，所述却出人意料的一致，蒋介石光着脚，裤腿挽到膝盖，小腿被荆棘划出条条血痕，冻得发紫的脸上满是污泥，整个身子蜷缩在石头里瑟瑟发抖，刘多荃，白凤翔随后赶到，好言劝慰蒋介石。
就在华清池发动事变之时，杨虎城率领十七路军宪兵营火速控制了西京招待所，包括陈诚，卫立煌，邵力子，蒋鼎文，朱绍良等国民党军政大员全部成为了阶下之囚，与此同时，西安城防司令孔从周指挥警备旅和炮兵团，也解除了驻西安蒋系各部的武装，并控制火车站，各大银行，强行接管机场，扣押飞机与飞行员。鉴于在距离西安不远的兰州城外，还有大批的国民党军队，张学良指示东北军第51军军长于学忠迅速接管兰州，于学忠随后发动兰州事变，以迅雷之速拿下兰州，国军部队因为大本营被夺，领袖被拘，也并未公开向于学忠发难，于学忠于次日发文公开响应并支持张学良与杨虎城。
震惊中外的西安事变终究是爆发在全面抗战的前夕，张学良一直以为自己此举是正义的，是为了民族独立斗争而进行的不得已的事变，但是国内外一边倒的舆论压力让张学良始料未及，在这些繁乱嘈杂的各种声音中，斯大林的声音分外刺耳，他严厉地丝毫不留情面地指责张学良是在破坏中国国内的团结，是在帮助日本人甚至怀疑张学良是日本人的内奸！
张学良一手谋划的捉蒋计划周密而详细，行动果敢而利落，堪称无懈可击，展现了张学良不俗的政治和军事能力。12月12日上午，张学良，杨虎城联名通电全国，提出了改组国民党，停止内战，释放沈钧儒等爱国民主人士，实现孙中山遗嘱等八项主张，此电一出，举国哗然，谁也没有想到，一贯对蒋介石极度崇拜的张学良，竟然会作出如此大逆不道的犯上之举！国内各家报社争相报道，褒贬不一，知识界诸如胡适，蒋梦麟，刘蒸，梅贻琦等等大多都一边倒地指责张学良发动内战，要求无条件立马释放蒋介石，而民主爱国人士的言语较为缓和，请求张学良保持理智，以团结为上，避免内战，在国际上，各大列强也劝张学良保持克制态度。
各大军阀都被张学良的极限操作给整懵了，久久没有发声，直至14日，云南军阀刘湘致电张学良，言辞和缓——建议避免军事冲突，以政治解决为上，15日，山西军阀阎锡山致电，请张学良保持克制，以团结抗日为主，同日甘肃军阀马步芳看热闹不嫌事儿大，发文称拥护中央一切决策，16日，广西军阀白崇禧和身在南京的李宗仁同时通电全国，主张停止内战，举国一致对外，18日，新疆军阀盛世才发文称西安事变与新疆毫无关系，但自己并不赞成张杨此举，21日，山东军阀韩复渠通电西安，表示张学良此举为“英明壮举”如有需要，自己的部队随时西进，后于23日再度发文称要和平解决西安事变。
与此同时，南京政府在和与战之间也分化成为了两派，主战派代表为何应钦，以及黄埔军校的军官，蒋介石是黄埔军校的校长，校长被扣，这些血气方刚的年轻小伙自然不干，这是可以理解的，但是何应钦这位对日态度无比软弱，一味妥协退让的将领，在西安事变中却展现了少有的强硬，命于佑任为陕甘宣抚大使，刘峙，顾祝同为东西两路集团军总司令，大军开到潼关边境驻扎，并派飞机轰炸临近的渭南，富平，三原，赤水等县，向西安施压，被轰炸的张学良怒不可遏，直接发电给何应钦，言语十分激烈——若是再咄咄逼人，自己与三十万东北军将不惜与其一战！
主和派的代表为蒋介石的妻子宋美龄，以及孔祥熙，宋子文等等，宋美龄绝对是一名被低估的，富有智慧的政治家，在如此不利的情况下，宋美龄的操作可谓是危机公关的模范样本，首先便是在中常会议上痛斥何应钦，弃蒋之生命于不顾，未经请示擅自轰炸张学良，何认错之后，宋美龄逼迫何应钦同意，先和平营救，如无效再武力进攻的策略，然后从中常会走出来的宋美龄，马不停蹄去见了黄埔军校教育部部长张治中，在张治中的操盘下，宋美丽在黄埔内做了公开演讲，也将黄埔系学生的血勇也暂时压制了下来，
随后宋美龄派出了与张学良和蒋介石私交都不错的英籍澳大利亚人端纳，带着自己的亲笔信飞往西安打探情况，建立与西安沟通的桥梁，张学良阅信后向端纳解释了事变的前因后果，并表示委员长的安全自己暂时可以保障，同时宋美龄在与蒋介石的信中，指出张学良并无加害蒋介石之意，只是不同意攘外必先安内的政治主张，东北军要求抗日，打回东北老家，并没有什么过错，宋美龄要求蒋介石下令，让何应钦停止对陕甘的轰炸和军事进攻，避免继续刺激张学良，蒋介石一一照办，宋美龄此举也安抚了正处于风口浪尖的张学良的情绪。
蒋介石被扣押在西安，除了张学良所部东北军，还有一股力量的态度至关重要，那便是与张学良关系密切的共产党，西安事变是张学良杨虎城独立决定的，事先并未通知中共，不过事变一发生，张学良便立即致电中共，力邀中共中央派遣高级别代表到西安共商大计，蒋介石被扣押令我党欣喜若狂。
西安事变次日，中共中央召开政治局会议，会议上毛泽东肯定了西安事变的正义性，众领导人一致决定由周恩来，秦邦宪，叶剑英为代表亲自赶赴西安，基本策略为“罢免蒋介石，交由国人裁判”——其实也就是杀蒋，这是代表着大多数共产党人的意见，这些年共产党被蒋介石逼迫太甚，因此党内大部分人都主张杀蒋，为千千万牺牲的革命烈士报仇，就连远在苏联治病的王明，也发电文建议张学良杀蒋，只是这条电文，被斯大林扣下未发。
在中国，共产党的领袖是毛泽东，而在当时的国际上，共产党的领袖是斯大林，说起西安事变，不得不谈一谈当时的世界环境，当时的欧洲各国，已经嗅到了欧战爆发前的气味，在1936年的上半年，纳粹德国首相希特勒单方面撕毁《凡尔赛合约》和《洛迦诺公约》，而英法美列强却采取一贯的绥靖政策，没有丝毫表示，7月，希特勒借西班牙内乱，出兵干涉西班牙内政，英法选择不干涉，美国宣布保持中立，10月，德国和意大利签署《柏林协定》，正式成立“轴心国”的主体。
