尚未找到蔣介石的情況，劉多荃（東北軍一○五師師長）和白鳳翔向張學良報告了，張在電話中下令擴大搜索麵。因當時有些地方守衛憲兵還在頑抗，白鳳翔令劉桂五迅速消滅殘敵，孫銘九、王玉瓚等率部隊搜山。但搜了好大一陣子，天也大亮了，卻仍不見蔣的影子。士兵們繼續搜查，終於把蔣的近侍、也是他的侄子蔣孝鎮捉住了。當時衛隊營的副連長張化東正好在跟前，看他那鬼鬼祟祟的樣子，就拿槍對著他喝問：“委員長在哪裏？快說。不說實話，就打死你！”蔣孝鎮嚇得臉色發白，索索發抖，嘴張了幾張，卻語不成聲而止，但他那慌亂的眼神，卻滿懷狐疑，並不自覺地老朝不遠的那個山坡上看，張化東知道那裏一定有情況，說不定……急忙決步跑過去，並高聲說：“裏麵有人嗎？快出來！再不出來就開槍了！”有些士兵還故意“嘩啦嘩啦”地拉動著槍栓。身陷重圍的蔣介石，看看四麵楚歌，自己完全成了孤家寡人，再也無處可躲了，這才弓著腰，垂頭喪氣地扶著一塊大石頭慢慢鑽了出來。那時，西北風正呼呼地刮著，加之又地處山野，就是穿著棉衣都還冷呢，可是隻顧逃命的蔣介石此刻卻隻穿一件單薄的絳紫色的睡衣，白單褲，光著兩隻腳，他麵容枯稿，兩腮深陷，由於連驚帶嚇，再加天氣寒冷，他早已凍得渾身發抖。
蔣介石以為是從山裏下來的紅軍遊擊隊幹的，他問道：“你們是哪裏來的？”孫銘九立即答道：“是東北軍！”蔣介石一聽，鬆了一口氣，馬上就說：“哦，你是孫營長，孫銘九。”孫銘九很驚訝，蔣介石怎麼會知道他的名字？蔣介石解釋說：“有人向我報告過。”緊接著，蔣介石誇獎他道：“你是好青年！”蔣介石的言外之意是說，雖然有人“報告”，但講的是好話。孫銘九繼續說道：“是張副司令命令我們來保護委員長的，請委員長進城，領導我們抗日，打回東北去！”孫銘九解釋並催促蔣說：“委員長快下山進城吧！副司令在那裏等著你呢！”蔣一歪坐在地上，發怒地說：“叫你們副司令來！我腰痛不能走！”孫銘九見蔣介石不走，便勸他：“此地不安全，請委員長還是趕快下山去吧。你腰痛，我們背你下山。”蔣還是不動，並要馬騎，孫銘九示意左右衛士把蔣從地上扶架起來，擁推著下山了。他們就這樣在軍隊衛護下下了山，等仆人送來他的鞋子，孫銘九把蔣送上一輛敞篷轎車，車牌號為“1577”。
在車上，孫銘九坐在蔣介石左邊，唐君堯坐在蔣介石右邊，前座坐著司機和副官長譚海。在許多輛載著東北軍士兵的大卡車護送下，小轎車朝西安城進發。國民黨洛陽空軍分校校長王勳得知蔣介石在臨潼被扣，急派飛行組長蔡錫昌駕駛小型教練機“北平”號，直飛臨潼，冒險降落在臨潼城外公路上，企圖“救駕”，飛機剛一著陸，便被十七路軍裝甲團扣留。車隊駛入西安城，直奔綏靖公署新城大樓，蔣介石便被扣押在大樓內東廂房。
在臨潼槍戰方興未艾之時，以宋文梅為指揮官的特務營的一部分官兵，就直撲西京招待所了。這次突襲，幹脆利落，除了國民黨史料編纂委員會主任邵元衝因不明真相，企圖越牆逃走，被流彈擊中，不治身死外，其餘人員均被扣押，無一漏脫。
12月12日清晨8時30分，宋文梅奉張、楊兩將軍命令，在新城大樓負責看管蔣介石。他帶領部隊剛將大樓東廂房作了嚴密檢查，並把電線、電燈全部去掉後，孫銘九營長和唐君堯旅長也恰巧把蔣介石送到了。蔣因驚惶過度，不能步行，宋文梅和孫銘九隻好共同攙扶著把他送到房裏。
蔣介石麵色蒼白，赤腳著鹿皮底圓口便鞋，左右足踩處都有荊棘劃傷的血痕。因翻牆跌傷，腰直不起來……當時氣候嚴寒，但蔣的麵部尚有汗珠。他坐在椅子上，把右腿架在左膝上，不斷出聲長籲。10分鍾內，蔣介石一共喝了10多杯開水。宋文梅告訴他：“等一會兒，張副司令就來見你。”
9時30分左右，張學良來到新城大樓，由宋文梅陪同來到蔣介石的房間裏。蔣介石見到張學良，神色突變，仍呆坐椅上，繼續出聲長籲。張學良對他說：“委員長，受驚了！”蔣仍不答。張學良繼續說：“我們受全國人民的要求，發動這次事件，我們內心純潔，完全是為國家著想，不是為個人利害打算。現在，希望委員長能平心靜氣，勇於改正錯誤，聯合全國力量，堅決抗日，以爭民族生存，則學良和全國人民於願足矣。”