1936年12月9日晚，張學良找到老蔣，再次勸蔣抗日，並要求蔣放過學生，但是蔣怒稱：「對這批學生，除了拿機關鎗打以外，是沒有辦法的」，張聽後大怒，反問道：「機關鎗不打日本人反而去打愛國學生？」張蔣再次大吵，盛怒下的張學良於當晚決定兵諫。
當晚張學良與楊虎城商議，決定發動兵變，命令白鳳翔去捉拿蔣介石，白鳳翔說「只見過照片，沒見過本人，到時候亂軍之中怕出錯誤。」
12月10日，張學良帶著白鳳翔見到了老蔣，蔣正在召開會議，正式通過發動第六次「圍剿」計劃，決定在12日宣佈動員令。
1936年12月11日晚，蔣邀請張學良、楊虎城和蔣鼎文、陳誠、朱紹良等晚宴，席間，蔣宣佈了蔣鼎文為西北剿匪軍前敵總司令，衛立煌為晉陝綏寧四省邊區總指揮等換將的任命書。命令中央軍接替東北軍和西北軍的剿共任務。
張學良和楊虎城知道，事情已經無法挽回，於是決定當晚動手。張學良和楊虎城分別召見東北軍和十七路軍高級將領，宣佈第二天清晨進行兵諫。
1936年12月12日晨5時，張楊發動兵諫，東北軍到臨潼的華清池捉蔣，蔣從臥室窗戶跳出，摔傷後背，躲在一塊大石頭後面，被發現活捉，十七路軍還扣留了在西安的陳誠、邵力子、蔣鼎文、陳調元、衛立煌、朱紹良等國民黨軍政要員，邵元沖等人遇難。西安事變爆發。
當天，張楊向全國發出了關於救國八項主張的通電，提出：
改組南京政府，容納各黨各派。共同負責救國。停止一切內戰。立即釋放上海被捕的愛國領袖。釋放全國一切政治犯。開放民眾愛國運動。保障人民集會結社一切政治自由。確實遵行孫總理遺囑。立即召開救國會議。
南京中央於當晚十一點半，召開中常會及中央政治會議聯席會議，決議奪張學良本兼各職，交軍事委員會嚴辦。
這時一直想取蔣而代之的黃埔系二號人物何應欽，突然意識到機會來了。在南京召開的中央會議上。何應欽極力主張武力平叛。而孔祥熙、宋美齡等為了保證老蔣的安全主張和談，馮玉祥、李烈鈞等元老出於國家民族安危，支持主和派政治解決，一連幾個晝夜爭吵不休。宋美齡害怕老蔣被張學良、楊虎城殺掉，一再央求何答應張、楊部分要求和平解決。可是何態度堅決，失聲罵道：「你一個婦道人家懂得什麼？只知道救丈夫！國家的事。你不要管！」
宋美齡還從沒見誰這樣對她說話的，當下就哭鬧起來：「你這樣做，太辜負蔣先生了！」邊哭邊低聲罵道：「以後我要你這個姓何的瞧瞧，到底是女人家懂得什麼，還是你這個臭男人懂得什麼！」
會議最後決定剿撫並用，一面以何應欽為討逆軍總司令。一面以於右任為陝甘宣撫大使。
宋美齡在上海初聞西安發生事變之際，就想到澳籍友人端納是生於澳大利亞新南威爾士州斯峪的記者，他一生的事業在華夏，曾贊助過華夏的辛亥革命，後來又成為北京北洋政府的客卿；曾為張作霖父子的謀士，與張學良交往密切，也是老蔣的好友。蔣夫人請端納到寓所。與孔祥熙共商，端納對於西安一行，認為義不容辭，當晚，即隨同宋美齡乘夜車前往南京。
12月14日，端納帶著宋美齡、孔祥熙的秘密使命飛抵西安，會見了老蔣，並向蔣遞交了宋美齡的親筆信。宋美齡在信中意味深長地寫了一句「南京城內戲中有戲」，建議蔣下令何應欽停戰。
在何應欽等人的挾持下，國民黨通過了「討伐」張、楊的決定。授何應欽負責軍事，代行老蔣的總司令職務，何一方面與日本駐華使館及桂系、四川軍閥聯繫，促汪精衛回國主持大計，對人事作出內定。一方面出任討伐總司令，調動兩個集團軍向西安推進，令空軍轟炸張、楊部隊。
老蔣在接到了宋美齡的信之後，立刻意識到了危險，答應寫信命令何應欽停止進兵。因蔣百里提議，派一個張最恨的人出去傳遞消息，以示無私，遂選定了蔣鼎文。12月17日，張學良讓蔣鼎文帶著老蔣給宋美齡和何應欽的信函，從西安飛往南京。
18日上午，蔣鼎文由西安飛抵南京，向何應欽出示了蔣介石停戰手諭。何應欽無奈這才罷手。
22日，經過端納全力周旋，宋美齡、宋子文等乘飛機飛往西安。蔣鼎文陪同兩人一起返回西安。
當蔣鼎文即將離開南京時，其夫人蔡文媛在機場哭哭啼啼、不願其夫再入『虎穴『，自投羅網，但宋美齡對蔡說：『你是一個國家大員的夫人，一切事情應以國家為重，不能憑夫妻感情來阻止丈夫為國效忠。『
不過此時的宋美齡也是惶恐不安，在飛機上宋美齡把手槍遞給端納，說：「如果叛軍對我有任何不禮貌行動，你可用此槍立即將我槍殺」。張學良、楊虎城去機場迎接，下機後，宋美齡與張學良說：「漢卿，這是我的東西，就不要再檢查了把？」張學良馬上說：「夫人，豈敢！豈敢！」
當見到蔣鼎文時，張學良拍著蔣鼎文肩膀說：『銘三兄，你是好漢，果然不怕死，又回來了。『蔣鼎文答道：『副司令是大好漢，我是小好漢。『
張、楊與宋子文、宋美齡舉行了會談。後由張學良本人陪同宋美齡和端納往見蔣。
1936年12月23日，雙方在張公館西樓二層開始正式談判，蔣方由宋子文，西安方面由張學良、楊虎城、周e來三人出席。西安方面再次提出六條主張：1、停戰，撤兵至潼關外；2、改組南京政府，排逐親日派，加入抗日分子；3、釋放政治犯，保障民主權利；4、停止剿赤，聯合赤軍抗日；5、召開各黨派各界各軍救國會議；6、與同情抗日國家合作。(。)