1936年12月15日清晨，陕北高原大雪纷飞，格外寒冷。周恩来一行十几人，骑着骏马从陕北保安(今志丹县)出发，驶向那时还在东北军控制下的延安。这是周恩来应张学良、杨虎城之请到西安参与西安事变的处理。当时交通不便，张学良只能派飞机到延安接人。中共中央当时在保安，从保安到延安的路程有80多公里，陕北山高路险，又值隆冬，夜长昼短。为了防止土匪、民团的突然袭击，中央警卫团派了一小队骑兵做掩护。当晚，他们在安塞住了一晚，第二天傍晚赶到延安北门外。但他们没有入城，因为延安城内还驻有民团，会有很大危险。周恩来得知，当天中午曾有一架飞机降落在东郊机场，因为没接着人又飞回去了，究竟何时再来、来不来，都是个未知数。周恩来果断决定：等明天天明，再骑马绕过延安城到甘泉去，那里驻有东北军，让东北军用汽车送他们去西安。17日上午，张学良派的飞机又来了，于是他们赶到延安机场乘机，到达西安已是17日的晚上了。这三天颠簸的路途仅仅是个开始，瞬息万变、错综复杂的局势，特别是张学良到南京被蒋介石扣押后东北军的混乱局面，对周恩来的生命安全都造成了极大威胁。周恩来凭着智慧和胆识出色地完成了这项艰巨任务。
西安事变虽然是在中国共产党抗日民族统一战线政策影响下发生的，但发动事变完全是由张学良和杨虎城商量决定的，中国共产党事先并不知道。1936年12月，蒋介石到西安命令张学良、杨虎城的部队开赴陕北“剿共”前线，引起张、杨反感。连续几天，张学良、杨虎城反复劝说蒋介石应以国家和民族的大义为重，容纳抗日主张，但均遭到蒋介石的斥责。1936年12月12日晨，按照张学良、杨虎城商定的计划，东北军一部包围华清池，扣留了蒋介石；第十七路军同时控制西安全城，囚禁了从南京来的几十名国民党军政要员。事变发生的当天，张学良、杨虎城等18位高级将领署名发表《对时局通电》,说明在国难当头的形势下，被迫发动事变是为了敦促蒋介石进行抗战。
西安事变发生后，在国内引起了强烈而复杂的反响。在南京政府中，何应钦等人极力主张“讨伐”张学良、杨虎城，他们调动陕、甘、宁、绥、豫等地的“中央军”准备进攻西安，并派数十架飞机飞临西安上空侦察示威，准备进行轰炸。以宋子文、宋美龄为首的一派，为保全蒋介石，主张用和平方式解决西安事变。
事变发生的当天清晨，张学良致电毛泽东、周恩来说：“吾等为中华民族及抗日前途利益计，不顾一切，今已将蒋及重要将领陈诚、朱绍良、蒋鼎文、卫立煌等扣留，迫其释放爱国分子、改组联合政府。兄等有何高见，速复。”①稍后，张学良、杨虎城又联名电邀中共中央派人来西安共商大计。接到电报后，毛泽东、周恩来、张闻天、朱德、博古等在毛泽东住的窑洞开会，商量处理西安事变的方针政策。当天，毛泽东和周恩来复电张学良，表示拟派周恩来前往西安商量大计。12月13日，中共中央召开政治局会议，进一步讨论西安事变的处理方针。中共中央在弄清情况并经过认真研究后认为，有可能争取西安事变和平解决，从而为结束内战、一致抗日创造条件，因此坚决主张用和平方式解决西安事变。
周恩来到西安的当晚，同张学良的谈话一直进行到深夜。张学良的意见是，只要蒋答应停止内战，一致抗日，应该放蒋，并拥护他做全国抗日的领袖。周恩来对张学良的看法明确表示同意。周恩来当晚给中共中央的电报说，对蒋介石的处置问题，准备“答应保蒋安全是可以的，但声明如南京兵挑起内战，则蒋安全无望”②。中共中央完全认可这个处置办法。
南京方面在了解张学良、杨虎城和共产党并不想加害蒋介石，而希望和平解决事变的态度后，于12月22日正式派出谈判代表宋子文、宋美龄到西安。蒋介石授意宋氏兄妹代表他与西安方面谈判。12月23日，张学良、杨虎城同宋子文、宋美龄进行谈判，周恩来作为中共中央全权代表也参加谈判。周恩来遵照中共中央的指示，在与张学良、杨虎城共同商讨有关问题并同南京方面的谈判中，做了大量卓有成效的工作。经过两天的谈判，同宋子文、宋美龄最后达成六项条件：(1)改组国民党和国民政府，驱逐亲日派，容纳抗日分子；(2)释放上海爱国领袖，释放一切政治犯，保证人民的自由权利；(3)停止“剿共”政策，联合红军抗日；(4)召集各党各派各界各军的救国会议，决定抗日救亡方针；(5)与同情中国抗日的国家建立合作的关系；(6)实行其他具体的救国办法。12月24日晚，周恩来在宋氏兄妹的陪同下去见蒋介石，当面向蒋介石说明中国共产党抗日救国的政策。蒋介石表示同意谈判议定的六项条件，但他要求不采取签字形式，而以他的人格担保履行这些条件。
12月25日，看重义气而经验不足的张学良在没有告知周恩来的情况下，陪同蒋介石乘飞机离开西安抵洛阳，并于26日到达南京。蒋介石一到南京，立即扣留张学良，并调集部队，重新进逼西安。消息传出后，群龙无首的东北军群情激愤，一片混乱。在救回张学良的问题上虽然大家是一致的，但在究竟是文救(和平方法)还是武救(打仗方法)上出现了互不相让的两派。由张学良一手提拔的一帮“少壮派”失去理智，在1937年2月2日清晨枪杀了他们认为主和的六十七军军长王以哲。接着，东北军几个青年军官又闯入周恩来的办公室。周恩来一见他们气势汹汹的样子，就明白了一切，这时如果示弱或是表现畏惧都会出现难料的后果。周恩来霍地站起身，一拍桌子，大声说： “你们要干什么?你们以为这样干就能救张副司令吗?不!这恰恰是害了张副司令。你们破坏了团结，分裂了东北军，你们在做蒋介石想做而做不到的事情，你们是在犯罪!”③在周恩来的严厉训斥下，这几个青年军官才收起了手中的枪，低头不语。周恩来立即不失时机地开导他们，只要我们西安方面的东北军、西北军和红军搞好团结，保持住“三位一体”的局面，我们就有强大的力量，我们救回张副司令的可能性就大；如果我们自己不团结，闹内讧，还有什么力量去救张副司令?在周恩来的开导下，几个青年军官自觉惭愧，向周恩来认错请罪。
此时的西安城内充满恐怖气氛，谣言满天飞。有人甚至恶意挑拨说少壮派是受共产党指使行动的，中共代表团面临生命危险。周恩来完全置个人安危于不顾，赶往被害的王以哲家中，慰问家属，帮助料理后事。消息传出，东北军高级将领深受感动，解除了一些人对共产党的误会。
中共中央得悉西安如此混乱的情况后，十分关心周恩来、博古的安全，致电要他们在紧急时应离开西安立即撤往云阳红军总部。周恩来深知，如果离开，正在建立的红军联络处就难以在西安存在，红军就难以在关中立足，国共正式谈判也难以进行。因此，他让其他人撤走，自己坚守西安。
周恩来在极端困难的条件下进行坚定和细致的工作，及时解决了一系列的棘手问题，巩固了红军和东北军、第十七路军的团结，基本上保持了和平解决西安事变的成果。西安事变和平解决，成为停止内战、一致抗日的重要转折点。周恩来在险恶的环境里为事件的解决作出了卓越贡献。他临危不惧，沉着机智，忘我工作，力挽狂澜，显示出一个伟大政治家的卓越才能和对国家、对民族的赤胆忠心。
