宋子文20日上午10時乘飛機抵達西安，「我單獨拜見委員長。他甚為感動。失聲大泣。我對其安慰，告訴他，彼並未蒙羞，相反，整個世界均在關心他，同情他。」

　　蔣介石剛被捉之時，態度羞憤絕望，不吃不喝，與張學良連話都不講，更別說談判了。蔣在見面時告訴宋，他不會在脅迫下接受任何條件，軍事解決為惟一之途。宋向蔣指出，「軍事上之成功並不能確保其性命之保全。即便西安被佔，他們尚可退至接壤共區，惟國家將陷於分裂，內戰四起……」當天下午，蔣介石「漸次通情達理」。他再次見張學良，事後告宋，他已同意張學良將其軍隊開往綏遠;召開大會討論四項條件;改組陝西省政府，由楊虎城提名人選。

　　宋子文認為，「楊在西安城周有駐軍九個團，他可用兵強扣委員長，故形勢極為危險。張在城周僅有一團，遂命其部隊做秘密準備，以防突襲。」宋子文與張學良策劃應急之策。兩人討論了將蔣介石秘密帶到機場，突然離開西安的可能性。但後來「認為此舉過於危險，因張之一舉一動完全可能已處楊的監視之中。」他們最後商定：「倘局面未有改善，我應動員蔣夫人於次日晨以力促延長停戰期為由，先行返回南京。」

　　宋子文在西安之所以敢對蔣介石直言，曉以利害，其主要原因是宋子文抵達西安後確實為蔣介石的性命感到擔憂。宋子文在日記中寫道：「他們(張、楊)已走向極端。若其遭受失敗之打擊，他們甚有可能挾持他退往其山上要塞，甚或，他們可能變成一夥暴徒。並在暴徒心態下殺死他。」

蔣介石與張學良

　　當天晚上，宋繼續探尋解決辦法。他在次日的日記中得出了惟一結論：和平解決。

　　「一、此次運動不僅系由張、楊二人所發動，而且亦得到全體官兵上下一致之支持。二、張、楊與中共兩方軍隊聯合一起，將成一令人生畏之集團，以現有之兵力，加之有利之地形，在目標一致之條件下，他們完全可固守戰場數月。三、中共已毫無保留地將其命運與張、楊維繫在一起……我堅信，拯救中國惟一之途——只能藉政治解決。」

　　21日上午11時，宋子文在離開西安返回南京前一小時再次面見蔣介石。蔣介石交給他幾份遺囑，是分別寫給宋美齡和他的兩個兒子的。蔣要宋先將遺囑給張學良過目，但張過目後扣下了蔣的遺囑。宋子文寫道：「(張)謂假如發生戰事，他以人格保證將把這些遺囑發送，但現在他不會允其發送。」

　　蔣還要求宋子文不要讓宋美齡前來西安，並勸宋子文也不要返回南京。但當時宋子文心中已有了一個救蔣介石一命的初步方案。

　　「我不知何種政治解決切實可行，但我決定先行如下幾點：1、應讓蔣夫人來西安照顧委員長，並改變其聽天由命之態度。2、由戴雨農(戴笠)代表黃埔系前來西安，親身觀察此地之局勢。3、派一將軍來西安，以處理可能產生之軍事問題。」

　　三點方案得到了張、楊的贊同。而且，張還特意給宋美齡和戴笠寫了信。但張同時表示，「倘西安發生戰事，蔣夫人之安全不能得到保障。」

　　宋子文認為，「楊在西安城周有駐軍九個團，他可用兵強扣委員長，故形勢極為危險。張在城周僅有一團，遂命其部隊做秘密準備，以防突襲。」宋子文與張學良策劃應急之策。兩人討論了將蔣介石秘密帶到機場，突然離開西安的可能性。但後來「認為此舉過於危險，因張之一舉一動完全可能已處楊的監視之中。」他們最後商定：「倘局面未有改善，我應動員蔣夫人於次日晨以力促延長停戰期為由，先行返回南京。」

　　宋子文執意返回南京後卻發現，他離開才一天的國民黨中央政府已失去對他的信任。因為他沒有像蔣介石那樣被扣在兩安，居然平安而歸。宋子文在日記中寫道：「我還聽張公權之姐的某朋友言，張公權稱，西安事變系我一手策劃。」

　　宋子文到南京後，首先與宋美齡、宋藹齡和戴笠商談對策。他們均贊同宋的方案。然後，宋才向國民黨要員匯報張、楊提出的四項條件和他的計畫。他回南京的主要目的是說服南京方面暫勿攻打西安。宋子文告訴南京政府要員，絕對不能採取軍事行動，「他們讓我直截了當回答，委員長是否希望軍事解決。此問題我因先前曾與蔣、孔二夫人討論過，故便模稜兩可地答曰，若能尋得和平解決之道，委員長不希望看到再發生內戰。」

　　根據宋子文日記記載，當晚和第二天上午，政府要員都在開會討論他的建議。結論是「停戰期縮為三天，根本未提停止地面進攻，僅言將停止飛機轟炸」。

　　宋子文22日攜宋美齡、郭增愷、戴笠及蔣鼎文飛抵西安。蔣介石與宋美齡團圓後態度進一步轉變，同意妥協，指定宋美齡和宋子文為其與周恩來談判的代表。

　　當天，蔣介石讓宋子文與張學良一道去見周恩來。周告訴宋，中共已原則上同意蔣介石的條件：取消蘇維埃政府及在中央政府的領導下作戰。若蔣介石同意抗日，中共可不要求參加改組後的國民政府。23日下午，宋子文與張學良、楊虎城、周恩來就已開始討論國民政府新內閣人選。

　　「彼等一再勸說由我組閣，但是，我告訴他們，出於政治及個人原因，我絕對不會領導現在之內閣，且亦不會參加。他們堅持讓我執掌財政部。因為那樣他們就會對獲取其日常之開銷有信心。他們對外交部長人選不能為親日分子亦甚關切，我與他們討論了幾名人選，我建議由徐新六來擔任，徐系一熱情民族主義者，同時本人又未有如此多色彩，因而不會讓日本人解釋為：他的任命即意味戰爭之來臨。關於軍政部長，他們建議，此人不應有名無實，而應是委員長真正可倚賴者。」

　　宋子文認為，「楊在西安城周有駐軍九個團，他可用兵強扣委員長，故形勢極為危險。張在城周僅有一團，遂命其部隊做秘密準備，以防突襲。」宋子文與張學良策劃應急之策。兩人討論了將蔣介石秘密帶到機場，突然離開西安的可能性。但後來「認為此舉過於危險，因張之一舉一動完全可能已處楊的監視之中。」他們最後商定：「倘局面未有改善，我應動員蔣夫人於次日晨以力促延長停戰期為由，先行返回南京。」

　　宋子文與宋美齡一道向蔣介石匯報了談判結果。蔣介石作出令張學良、楊虎城及周恩來滿意的答覆。至此，西安事變看來已經和平解決。但24日上午，局勢突然發生逆轉。首先是張學良的部下不同意在蔣介石未履行部分承諾的情況下就放其離開西安，二是張學良為此與楊虎城鬧翻，張甚至說楊不同意放人，盡可以開槍打死他。

　　宋子文認為，「楊在西安城周有駐軍九個團，他可用兵強扣委員長，故形勢極為危險。張在城周僅有一團，遂命其部隊做秘密準備，以防突襲。」

　　宋子文與張學良策劃應急之策。兩人討論了將蔣介石秘密帶到機場，突然離開西安的可能性。但後來「認為此舉過於危險，因張之一舉一動完全可能已處楊的監視之中。」他們最後商定：「倘局面未有改善，我應動員蔣夫人於次日晨以力促延長停戰期為由，先行返回南京。待入夜，我與張將攜委員長乘車先至張的營地，然後由陸路前往洛陽。」

　　25日，張學良繼續與楊虎城談判。周恩來在宋子文陪同下面見蔣介石。宋子文向周恩來提出，必須讓蔣介石即速離開，因為「再行耽擱只能令局勢進一步複雜，戰端一開，難以平息……」「(周恩來)答應盡其所能，正是他最終說服了楊。」當天宋子文與蔣一起動身前往機場，乘波音飛機離開西安，4時30分抵洛陽。引起中國和世界矚目的西安事變終於和平解決。