王以哲、何柱國仍不同意渭南會議的決議，但又無法說服少壯派。第二天，他們派飛機到蘭州把於學忠接來，因為他是張學良臨走時指定代他統率東北軍的。31日晚上，在王以哲家中開最高級會議，參加的有楊虎城、於學忠、王以哲、何柱國、周恩來5人，少壯派在室外旁聽。會議一開始就出現長時間的沉默。楊虎城請周恩來先講。周恩來說：“我們今天是以你們的意見為意見，還是請你們先講。”楊虎城又請於學忠講。於學忠這才表示：我的意見還是應該和平解決，不應該打仗。他又分析軍事形勢，認為現在已成內外夾攻、腹背受敵之勢，要打也是不利的。他一說，王以哲和何柱國都表示同意。楊虎城見東北軍高級將領的意見已經一致，就說：從道義上講，應該主戰；從利害上講，應該主和；東北軍方麵既是主和，那麼我們還是實行同顧祝同談妥的方案，和平解決吧！楊虎城最後又問周恩來的意見。周恩來說：我們原來是堅決主張和平解決的，以後你們兩方有許多人堅決主戰，我們為了團結，隻要你們兩方一致主戰，我們也可以保留我們原來的主張。現在你們兩方一致主和，我們當然是讚同的。最後，他著重地說：“不過，請你們要注意內部的團結和設法說服你們的部下，否則恐怕還會發生問題。”
會議的結果，大大出乎少壯派意料之外：不是由楊虎城下動員令出擊，而是立即派和談代表李誌剛到潼關去簽字。但少壯派仍不甘心，認為這隻是王以哲、何柱國破壞的結果；於是，不顧大局，決心除掉王、何。
2月1日晚，街上已貼出“除奸”的標語，西安城內的情勢急劇地緊張起來。2月2日上午，少壯派突然下手，由衛士營一批軍人闖入王以哲住宅，開槍將王打死。何柱國由於躲在楊虎城公館裏，才沒有被害。
接著，幾個青年軍官又衝入周恩來的辦公室。周恩來一看他們氣勢洶洶的樣子，便明白了來意。他霍地站起來，大聲說：“你們要幹什麼？你們以為這樣幹就能救張副司令回來嗎？不！這恰恰是害了張副司令。你們破壞了團結，分裂了東北軍，你們在做蔣介石想做而做不到的事情，你們是在犯罪！”在周恩來的嚴厲訓斥下，這幾個青年軍官氣焰頓斂，低頭不語。周恩來見他們平靜下來了，又進一步開導他們認識錯誤。這幾個青年軍官自覺慚愧，流著眼淚跪下來向周恩來認錯請罪。
這時，西安城內充滿著恐怖氣氛，謠言蜂起。有的甚至惡意挑撥說：少壯派是受共產黨的指使行動的，共產黨有一張黑名單，要殺一批軍長、師長，打出紅旗。但周恩來依然那樣沉著。他完全置個人安危於度外，立刻帶李克農、劉鼎趕往王以哲家裏。這時離王以哲被害隻有一個小時。王身中九彈，躺在血泊裏。家中亂成一團。周恩來是最早趕到的。他安慰家屬，迅速幫助搭起靈堂，料理後事。消息傳出後，使東北軍高級將領深受感動，解除了一些人對共產黨的誤會。周恩來從王以哲家出來，立即到新城楊虎城辦公樓商議，楊虎城派他的代表李誌剛到潼關繼續同蔣介石的代表顧祝同等談判。周回到張公館後，立即起草電報向中央報告今天發生的事情和處理經過。晚上，中央回電同意繼續進行談判，用一切辦法製止東北軍內部互相殘殺。中央對代表團的安全十分關心，囑要提高警惕，防止意外。並說已電告雲陽前總，情況緊急必要時，派部隊到西安保護。
王以哲在東北軍是有威望的高級將領，他被殺的消息傳到前方，激起了東北軍廣大官兵的憤慨。2月3日早晨，東北軍前線部隊調轉槍口，撤出渭南防線，渡過渭河開到高陵。劉多荃的部隊開回臨潼，聲言要開回西安為王以哲報仇。中央軍開進渭南，逼近西安。周恩來當即派中共東北軍工委書記劉瀾波到渭南，向前方將領說明中共對事件的態度，表示中共堅決反對殺害王以哲的錯誤行為。少壯派原以為殺了王以哲等主和派，就可以和中央軍決戰，救回張學良。那知道事與願違，出現了這種局麵。少壯派和許多主戰的人都驚惶失措，氣焰也頓時消失。