蒋百里与蒋介石同是浙江人，但不同族。早年蒋百里追随梁启超，矢志推翻袁世凯，晚年与蒋介石共事，任陆军大学代理校长。他们之间的恩恩怨怨，渗透在许多历史事件之中，并从这个侧面反映着一段历史。
“我没有刮地皮，没有钱出国！”
1930年元旦，上海市市长张群登门劝说蒋百里出国，避一避风头。未料，蒋百里断然拒绝：“我为什么要亡命？我没有资格亡命！”张群碰了一鼻子灰，拂袖而去。几天后，门生刘文岛来访相告：“老师，目前你处境险恶，我看你还是出国安全，早走为好。”不料蒋百里怒目圆睁，拍着桌子说：“我没有刮地皮，没有钱出国！”刘文岛说：“听说上海当局答应发给你路费5万元。”蒋百里余怒未消，以鄙视的口吻，坚定地说：“别人的钱我不要，我没有犯法，不会离开上海。看他蒋介石把我怎么办！”
在监狱遇到了邓演达
元月6日，唐生智兵败，化装逃走。一周后，蒋百里被解至杭州，监禁在西湖蒋庄。不久，蒋百里被押解南京，关在三元巷总部军法处待审，与邓演达、居正等同关一处，结为难友。蒋百里若被军法会审，他的罪案成立，必判死刑无疑。幸亏时任军政部次长陈仪将军暗中相助，以“拖”的办法使军法会审延期举行。陈仪与蒋百里曾同在日本陆军士官学校受训，且是志同道合的好友。陈仪为人正直、仗义，1915年曾通过蒋百里、张宗祥通风报信，催促蔡锷逃出天津，避开袁世凯的追杀（当时袁世凯命陈仪带兵追蔡锷）。
反蒋的邓演达关在蒋百里对面牢房里。蒋百里同情邓的遭遇，偶尔与他交谈几句。邓演达与其夫人的通信，均由蒋百里的前来探监的4个女儿轮流传递。1931年11月间，蒋介石下令秘密枪杀邓演达，引起蒋百里无限伤感，他对探监的挚友张宗祥说：“追随孙中山先生的邓演达昨日已被杀害，不知明日是否轮到我？如今世道是无理可言的。”
“西安事变”中的蒋百里与蒋介石
1936年冬，蒋百里奉命考察欧洲军事返国，飞赴西安向蒋介石汇报。不料次日拂晓，发生了震惊中外的“西安事变”。
事变当天，住在西安西京招待所的蒋百里与陈诚、蒋鼎文等十多名蒋系军政大员同被羁留。在押的蒋系大员都反对“兵谏”，不肯在8项主张通电上签名。唯有蒋百里对张学良说：“我佩服你们的胆魄，赞成你们的正义勇敢行为！”次日上午，张学良派专车将蒋百里送到杨虎城私宅居住，待以上宾之礼。
蒋介石被囚，张学良多次拜见，劝他同意8项抗日主张。蒋很顽固，毫无商量的余地。此时亲日派何应钦调兵遣将，欲派飞机轰炸西安。若西安被炸，可能危及蒋介石的性命。东北军少壮派见蒋系大军压境，兵临潼关，一个个怒火中烧，竭力主张杀掉蒋介石。张学良、杨虎城眼看大战一触即发，非常焦急。情急之中，张学良想到了蒋百里，认为他威望甚高，又是无党派人士，是出面调停的最理想的人选。张学良对杨虎城说：“蒋百里德高望重，请他出面斡旋，局面可能改观。”蒋百里听了张学良的请求，不假思索地说：“如果你觉得有这个必要，我可以照办。”他原来就主张和平解决，因而一口答应。
12月16日傍晚，张学良陪同蒋百里，来到软禁蒋介石的新住处西安金家巷一所军官私宅。蒋百里一进门，蒋介石立刻笑脸相迎，欠身握手，请他坐在床边沙发上。蒋百里比蒋介石大5岁，且是中国近代较早的军校保定军官学校首任校长，所以蒋介石对他很尊重。张学良自行退出，二蒋关起门来密谈。蒋百里不急于引入正题，拐弯抹角地说：“我刚从国外考察回来，消息比较灵通。目前日本海军和陆军为侵华而互相争功，日本天皇已秘密接见过陆军大臣，看来明年（1937年）一定会大举入侵我国！”言下之意，你蒋介石要“安内”已来不及了。他还引经据典，叙说中国历史上亡国之痛，当“儿皇帝”均无好下场的教训。蒋介石听后，心有所动，蒋百里遂将话题转入解决“西安事变”的对策，他提醒蒋介石：“中央军不能急攻，更不能用飞机轰炸西安，否则会危及你的生命。为保持元气，应避免内战，以和平解决为好。”
蒋百里的婚姻很是有名，因为他是一个以研究对日战略着名的中国将领，却娶了一个日本妻子。其过程早有披露，盖将军为保定军校事心灰意冷而自杀，日本护士佐藤屋子照顾他时两人产生感情而成眷侣，过程则一波三折，不及详叙。两人成亲后，佐藤屋子改名佐梅，盖将军酷爱梅花。两人曾在海宁植梅数百株，意将来归老此地，皆毁于抗日战争之中。
他们先后两次密谈，加之当时各方面的工作形成的抗日大趋势，使蒋介石态度渐渐转变。他亲笔书写两封信，一封交宋美龄，一封交何应钦，致何函里明确指出：“星期六日以前，万不可冲突，并即停止轰炸。”派亲信蒋鼎文搭机将信送至南京。宋美龄接信后，由宋子文等陪同，飞赴西安。这时蒋百里向蒋介石建议：“中共方面竭力主张和平解决西安事变，委员长不妨找周恩来谈谈。”蒋介石沉思一会儿，点头赞同。此后，蒋百里对此事就不再介入。事后，蒋介石的《西安半月记》曾较详细地记载了蒋百里在和平解决“西安事变”中的作用。
两蒋之间关系微妙
蒋百里受中日甲午之战刺激很深，矢志抗日救国。1937年之初，他奉蒋介石之命，秘密考察南北防务，从山东、河北、山西、河南到湖南、湖北、广东，长途跋涉，风尘仆仆，奔波万里。尔后接受蒋介石的委托，登庐山，为暑期训练班各省高级将领授课。讲学期间，他把一生的军事着作和讲稿，精选修订，编成一册《国防论》，全书洋洋10万言。当时正值抗战前夜，敌强我弱，国民党内恐日心理相当严重，蒋百里却在卷首写道："……千言万语，只是告诉大家一句话：中国是有办法的！"《国防论》的影响远及海外，"二战"期间，名将艾森豪威尔、蒙巴顿等人曾多次引用蒋百里《国防论》的有些论断来阐述战局。
蒋介石虽很器重蒋百里，但从不授予他兵权。1938年秋，蒋介石任命蒋百里为中国最高军事学府陆军大学代理校长，仍由自己兼校长。蒋百里随校携全家搬迁，取道湘桂。事必躬亲，心力交瘁，因操劳过度，罹病于11月4日在广西宜山与世长辞，年仅57岁。噩耗传来，举国震悼，重庆各界举行公祭，蒋介石亲临主祭。“国民政府”明令褒扬，追赠蒋百里为陆军上将。
抗战胜利后，蒋百里遗体迁葬浙江杭州西子湖畔南山公墓。1971年，蒋百里的侄子蒋复璁（曾任中央图书馆馆长、台湾故宫博物院院长）和薛光前主编《蒋百里先生全集》，由台湾传记文学出版社出版，蒋介石亲为题签。此举表示出了他对蒋百里先生的复杂心态。
蒋百里被捕后，不明陈仪的用心，以为来日无多，视死如归，倒也神情自若。每日晨起，打过太极拳，就念唐诗、读佛经，或写写《灵飞经》练书法。