1、张学良突然放蒋，杨虎城措手不及
张学良和杨虎城的团结是西安事变的关键。但宋美龄到西安后，张对杨的态度起了变化。
宋氏兄妹到西安后，张将他们安排在自己家里住。张对杨开始摆起了长官的架子，在一些张、杨和宋氏兄妹都在的场合，张用英语与宋氏兄妹谈话，使杨非常尴尬，无法了解他们的谈话内容。
12月24日上午谈判时，张在没有同杨商量的情况下，抢先表态同意先放蒋回南京，使张杨之间对这个问题的分歧直接表露给了谈判对手。杨曾对张说：“放蒋是一定的，你不要着急，看看下一步再说。”
24日晚，杨虎城因为张学良主张立即放蒋介石回南京而与之发生激烈争吵。对这次争执，杨没有向外人透露。而张却在吵完后立即去告诉了宋子文。
12月25日下午3时过后，张打电话叫杨去他公馆。等杨赶到时，看到蒋已出门准备上汽车了。张低声对杨说，现在就放他走。当时事出突然，杨只有两个选择，一是与张决裂，将张和蒋都扣下来；另一是服从张的安排。为了顾全和张的团结这个大局，杨没有与张争执，随张到机场去送蒋。不料到机场后，张突然给了杨一个手令：“弟离陕之际，万一发生事故，切请诸兄听从虎城、孝候指挥。此致，何、王、缪、董各军、各师长。张学良，廿五日。”
该日下午4时，随着飞机轰鸣，蒋介石结束了14天的囚禁生活。张学良送蒋离开西安。
2、“请罪信”成了张学良永世的把柄
杨虎城送走蒋介石后回到新城，同几个人谈了机场的情形，大家都反对这种轻率、危险的做法。杨说：“蒋的人格是不可靠的，万一张回不来该怎么办﹖”不久，张又来电，叫放陈诚等人，还叫放被扣的中央飞机。有人主张不放走蒋系高级将领，飞机也不放走。杨说：“我们做到仁至义尽，张叫放就全放了吧，看他的意思，我们不放，会给他在南京造成困难。”
26日下午一到南京，张学良致电杨虎城：“午后2时抵京，寓子文兄处，一切安善……”就在张感觉“一切安善”时，蒋介石已命陈布雷为他杜撰一篇题为《对张杨的训词》的文章，一定要赶在27日的中央日报上发表；同时命戴笠对张下榻的宋公馆严加防范；他还通过宋子文暗示张要有认罪的表示。张就在到南京的当天，给蒋写了一封“请罪”的信：
介公委座钧鉴：学良生性鲁莽粗野，而造成此次违犯纪律，不敬事件大罪。兹腼颜随节来京，是以至诚，愿领受委座之责罚，处以应得之罪，振纪纲，警将来，凡利于吾国者，学良万死不辞。乞钧座不必念及私情，有所顾虑也……
张学良这封“请罪信”成了他永世不能脱罪的把柄，至今保存在台湾国民党党史馆中。
12月31日上午，对张学良的高等军法会审开场。经过匆匆几个小时的“审理”，当天就按蒋介石的授意，以“首谋伙党，对于上官为暴行胁迫”之罪，判处张学良有期徒刑十年，褫夺公权五年。法庭上，张学良一面据理申诉了发动西安事变的的正义性；一面却又承认：“我对于我们违反纪律之行动，损害领袖之尊严，我是承认的，也愿意领罪的。”
蒋介石在判处张学良的当天下午又给国民政府递交了一份要求特赦张学良的呈文。国民政府立即交司法院进行核议，司法院当日即以“尚属可行”答复国民政府。
1937年1月4日下午，国民政府发布命令：“张学良所处十年有期徒刑，本刑特予赦免，仍交军事委员会严加管束。此令。”张学良从此失掉了自由，一直到蒋家两代当权者都死后才恢复自由。
1937年元旦，东北军和十七路军举行了盛大阅兵式，以振作精神，向南京示威，声援获刑的张学良。杨虎城当日致电宋子文：“尚祈鼎力运筹，俾汉公早日返陕主持一切，无任祷幸。”再次表达了要与张共担罪责的态度，希望宋能帮助张恢复自由。
这一天，蒋介石在南京也召开了有军委会办公厅主任朱培德、重庆行营主任顾祝同、甘肃绥靖署主任朱绍良、参谋本部厅长林蔚等参加的座谈会，研究解决西北问题的大政方略。会议最后确定了以政治解决为主，军事为从的基本方针。但在行动上，用军事压迫手段，迫使西安就范。蒋完成军事部署后，便离开南京去浙江奉化老家休息疗养了。
3、蒋介石对杨虎城采取两手策略
1月2日，西安方面获悉：张学良原住宋子文处，自31日被审后押入孔祥熙宅失去自由。潼关以东中央军业已回师西进。因此，杨虎城与周恩来及王以哲、于学忠等东北军将领商定，一面由杨虎城等将领分别致电蒋介石、宋子文等，促使张速回，一面作出相应军事部署做好应战准备。同时速调红军主力南下木旬邑、淳化，做好参战准备。