宋子文在當天下午向蔣介石彙報了與西安方麵談判的情況。據宋子文在當天的日記中所述，蔣介石對此表示了以下意見：
一、他(指蔣介石)將不再擔任行政院院長，擬命孔(祥熙)博士擔任，新內閣絕不會再有親日派。
二、返回南京後，他將釋放在上海被捕之七人。
三、1？設立西北行營主任，由張(學良)負責。
2？同意將中央軍調離陝、甘。
3？中共軍隊應當易幟，改編為正規軍某師之番號。
4？中日一旦爆發戰爭，所有軍隊一視同仁。
四、1？派蔣鼎文將軍去命令中央軍停止進軍。
2？將與(張)漢卿討論雙方共同撤軍，在離開西安後，他將發布手令。《史事探幽》上卷，第86頁。
宋子文隨之將上述答複交給周恩來、張學良、楊虎城。
當天晚上，周恩來會見了宋美齡。周恩來在談話中表示，隻要蔣介石同意抗日，中共擁護他為全國領袖。並且表示除蔣介石外，全國沒有第二個合適的人。《周恩來年譜(1898―1949)》(修訂本)，第413―414頁。
周恩來還談到國防、經濟上的問題，並對抗日的長期準備作了分析。
宋美齡對她與周恩來的這次談話諱莫如深。在她事後所寫的《西安事變回憶錄》中甚至不願公開周恩來的名字，而稱之為“一參加西安組織中之有力分子”《張學良在一九三六》，第306頁。
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12月24日，周恩來、張學良、楊虎城同宋子文、宋美齡在張學良公館繼續進行談判，並達成了協議。據周恩來、秦邦憲在12月25日給黨中央的電報中關於同宋子文、宋美齡談判結果的彙報：
子、孔(祥熙)、宋(子文)組行政院，宋(子文)負絕對責任保證組織滿人意政府，肅清親日派。
醜、撤兵及調胡宗南等中央軍離西北，兩宋負絕對責任。蔣鼎文已攜蔣手令停戰撤兵(現前線已退)。
寅、蔣允許歸後釋放愛國領袖，我們可先發表，宋負責釋放。
卯、目前蘇維埃、紅軍仍舊。兩宋擔保蔣確停止剿共，並可經張手接濟(宋擔保我與張商定多少即給多少)。三個月後抗戰發動，紅軍再改番號，統一指揮，聯合行動。
辰、宋表示不開國民大會，先開國民黨會，開放政權，然後再召集各黨各派救國會議。蔣表示三個月後改組國民黨。
巳、宋答應一切政治犯分批釋放，與孫夫人商辦法。
午、抗戰發動，共產黨公開。
未、外交政策：聯俄，與英、美、法聯絡。
申、蔣回後發表通電自責，辭行政院長。《周恩來選集》上卷，第72頁。
當天下午，周恩來與宋子文進行了談判。宋子文表示要中共做他抗日反親日派的後盾，並派專人駐滬與他秘密接洽；提出暫不開國民代表大會，先開國民黨的會議，改組國民黨，開放政權；說回去後與孫夫人商量釋放政治犯的辦法；並表示南京政府每月可給紅軍、蘇區50萬元的經費。《周恩來年譜(1898―1949)》修訂本，第346頁。
就在這天上午，張學良和楊虎城召集東北軍和第十七路軍高級將領，討論釋放蔣介石回南京問題。這一問題的提出引起了“軒然大波”。據參加會議的宋子文在當天的日記中記述，與會的“多數人堅稱，在委員長離開西安前，若非全部，至少亦應履行部分條款。我解釋道，在目前南京已知局勢下，委員長返抵南京前，將不能有任何作為。他們如欲支持委員長作為國民領袖，以捍衛國家，則他們必須對他施以絕對信任，不能損害其威信。我甚為了解，無論如何，在其返回之前，他寧願去死，亦不會采取其中任何一項措施。席間更有謂舉行二次革命者，反對張(學良)，指其過於猶豫不決，為我輕易勸服。”《史事探幽》上卷，第86頁。
在這種情況下，張學良在與宋子文商議後，決定召集“其中態度最激烈者予以訓話”。宋子文在日記中寫道，張學良“謂盡管他們必須承認方法錯誤，然動機善良。難道他們不想由委員長領導去打日本嗎？若否，則他們早在11日就應將他開槍打死。若是，則他們就應付出風險，僅以口頭承諾，放委員長走。而且，他們發動兵變之時，他已明言，他們在冒掉腦袋的危險，任何人任願退出，難道他們尚有其他辦法以疏解時局？”《史事探幽》上卷，第86―87頁。
曾親身參加了會議的盧廣績在《西安事變親曆記》中回憶說：
記得在決定送蔣回京的前一天，張召集東北軍高級將領開會，在會上他向大家說：“我為什麼敢於冒天下之大不韙，把蔣介石扣留在西安，主要是為爭取停止內戰，一致抗日。假如我們拖延不決，不把蔣盡快送回南京，中國將出現比今天更大的內亂，假如因我而造成國家內亂，那我張學良真是萬世不赦的罪人，如果是這樣，我一定自殺，以謝國人。”說這番話時，他的感情異常激動。因此，會場一片寂靜，鴉雀無聲，無人不被他真摯的感情所感動。