為此，周恩來立即給管山海關機場的空軍負責人李作鵬打電話說：“停在山海關機場的256號專機不要動。要動的話，必須有我、黃永勝、吳法憲和你四個人一起下命令才能飛行。”但是，李作鵬將周恩來的指示下傳到山海關機場時，把“四個人一起下命令”改為“四個首長其中一個首長指示放飛才放飛”，“誰來指示要報告我，要負責任”，為林彪利用山海關機場逃竄開了綠燈。
葉群和周恩來通話後，林彪、葉群心如火焚，林彪決定將“南逃”改為“北叛”，立即飛往蘇聯。
林彪作出這一最後抉擇不是偶然的。在他們一夥氣勢洶洶準備謀殺，大喊大叫要製造割據局麵的時候，林彪早已心虛地想到，這些可能實現的“英勇”行動，都可能在最關鍵的一刻化成泡影。因而，必須作好依附蘇聯的準備。當然，這境況是很淒慘的。用林彪的話說：其結局最好也不過是成立流亡政府，寄人籬下。為此，就在指揮林立果密謀殺害毛澤東的最緊張的時候，葉群一夥也在慌忙地作著逃往蘇聯的各種準備。
9月7日上午9時50分左右，葉群叫秘書通知留在北京的秘書，把俄華詞典、英華詞典、俄語會話、英語會話等書帶到北戴河。當天晚上，解放軍總參二部一位參謀準備給葉群講“馬其頓王亞力山大”“美國電影《巴頓將軍》”時，葉群卻一反常態，拿著《世界地圖集》問授課人，蒙古有哪些大城市，哪些地方有蘇聯軍隊，中蘇、中蒙邊境地區有多少蘇聯軍隊等等問題。
9月8日上午，周宇馳在北京找到空軍司令部航行局局長，要他迅速搞一本蘇聯航班地圖來。
9月9日上午11時30分左右，葉群要秘書通知留在北京的秘書，把有關中美關係的文件送北戴河，為逃往蘇聯後提供情報。
下午，周宇馳要空軍司令部雷達兵部技術處處長搞一份東北、華北、西北地區雷達兵部署圖，以供“北逃”使用。
當晚九時許，周宇馳又要空軍司令部情報部技偵處副處長搞一份可作導航用的周圍國家廣播電台頻率表。
有了以上準備，9月12日晚11時22分，葉群與周恩來通話後，林彪才敢於作出立即叛逃蘇聯的決定。
12日晚11時40分，葉群把警衛秘書叫到林彪處，林彪陰沉沉地說了句：“今晚反正也睡不著了，你準備一下東西，馬上就走。”
頓時，96號樓裏亂作一團。葉群在走廊裏不住地喊：電影別演了！快調車！快調車！越快越好！越快越好！接著，她把警衛秘書叫到盥洗室，告訴他：快點吧！什麼東西都不能帶了，有人要來抓首長，再不走就走不了了。
警衛秘書被林彪、葉群這一係列奇異的舉動弄得莫名其妙，他一麵叫人通知林彪司機調車，一麵到值班室給北京掛電話，問胡萍：“首長要馬上走，什麼也不帶，覺得方向不明確，林立果跟你講過到哪兒去吧？”胡萍匆匆答道：“你不要問了，不要問了，你不要往北京打電話了，要走，你就趕快收拾收拾準備走吧！”電話便中斷了。
還沒有悟出名堂來的警衛秘書正在納悶，忽又被急鼻句鼻句的林立果拉住說：“快點吧，有人要來抓首長。我給周宇馳打個電話，你在這裏看一下。”警衛秘書聽見林立果在電話裏說：“首長馬上就走，你們越快越好！”
林立果打完電話，不停地催促警衛秘書調車。葉群也趕來催促。
當汽車開進車庫後，劉沛豐、葉群、林立果、林彪先後匆匆上車。
在96號樓值勤的警衛戰士，將林彪一夥的舉動，隨時報告給了警衛大隊隊部：
“現在，他（指林彪）出了房門，向防空洞走去。”
“現在，他在防空洞上了紅旗車。”
“現在，汽車開出去了。”
在汽車上，林彪問林立果的第一句話是：“到伊爾庫次克多遠？要飛多長時間？”林立果答道：“不遠，很快就到了。”
這時，警衛大隊的幹部幾乎全部出馬，跑出58號樓，站到附近的馬路上，隻見，林彪等人乘坐的高級防彈紅旗轎車開著前燈，高速駛來。警衛幹部揚手示意停車。葉群在車裏大吼：“8341部隊對首長不忠，衝！”司機加大油門，按著喇叭，急駛而過。
汽車駛過58號樓不遠，一直進行著激烈的思想鬥爭的警衛秘書突然喊了聲：“停車！”司機沒有準備，猛地把車停下，警衛秘書乘勢跳下車。有人從汽車裏向警衛秘書連開了兩槍。警衛秘書邊跑邊拔槍還擊。當警衛部隊負責人坐著轎車、吉普車追趕上來時，林彪乘坐的汽車以每小時100公裏的速度向前急駛。它超越了幾分鍾前奉命去機場阻攔飛機起飛的警衛部隊的卡車，超越了警衛部隊派去機場報信的吉普車，開進了山海關機場。
13日零點20分，當林彪的汽車接近256號飛機，而飛機尚未發動時，機場負責人三次打電話給李作鵬，問他：飛機強行起飛怎麼辦？李作鵬隻說：“可直接報告請示總理”，而不下令采取任何阻止起飛的緊急措施。
零點22分，林彪的汽車開到了256號飛機前，一輛油罐車正在給飛機加油。林彪一夥人沒等汽車停穩，便慌忙跳下車來。葉群、林立果、劉沛豐拿著手槍亂喊亂叫：“快！快！快……飛機快起動！飛機快起動！”同時，跑到飛機駕駛艙門底下，未等架上客機梯子，便順著駕駛艙的小梯，一個緊跟一個往上爬。他們來不及等待副駕駛員、領航員和通訊報務員登機，也來不及等待關閉機艙門，就要飛機急促起動，強行滑出，由於機場奉命關閉了夜航燈，飛機又不敢開滑燈，在滑行時，飛機右翼撞壞停在滑行道旁的加油車罐口蓋，撞碎了機翼上的綠色玻璃燈罩和有機玻璃等。零點32分，在沒有一切通信保障的情況下，在一片漆黑中，256號三叉戟強行起飛了。