12月25日下午，蒋介石偕宋氏兄妹在张学良陪同下到达洛阳。在这里，蒋介石命令张学良给杨虎城去电，将仍扣留在西安的卫立煌、陈诚、蒋鼎文、陈调元等释放回京。
杨虎城25日夜接到张学良电报，翌日晨与王以哲、周恩来商量此事。他们一致认为，既然已把蒋介石放走，再扣这些人已无意义，不如索性把所有被扣人员一齐放回。
这个决定做出后，杨虎城于26日下午分别拜访被扣人员，表示道歉，并于当晚在新城大楼设宴为他们饯行。27日，被扣人员乘机离陕返京。不几天，应南京方面要求，西安方面把扣留的几十架飞机也放走了。
12月26日上午，蒋介石等从洛阳起飞返京。蒋与宋美龄乘第一架飞机，张学良与宋子文乘第二架飞机。当天下午他们先后到达南京。
蒋一回到南京即命陈布雷替他杜撰一篇《对张杨的训词》，在27日的报纸上发表，把他的被释放说成是由于他“伟大的人格”的感召，掩饰他对张杨做出的承诺；同时对张进行报复，亲自导演了一出“审张”、“赦张”、“管束张的”闹剧。
宋美龄、宋子文公开谴责西安方面“无信义”，宣布退出调停。
1、蒋介石的表演
张学良在南京一下飞机，立即受到军统特务和宪兵的严密监视，被软禁在北极阁宋子文公馆。
蒋通过宋子文暗示张应有来京待罪的表示，张便在到京当天给蒋写了一封信，被称作“请罪书”，全文如下：
“介石委座钧鉴：学良生性鲁莽粗野，而造成此次违犯纪律，不敬事件之大罪，兹腼颜随节来京，是以至诚，愿领受钧座之责罚，处以应得之罪，振纪纲，警将来，凡有利于吾国者，学良万死不辞，乞钩座不必念及私情，有所顾虑也，学良不文，不能尽意，区区愚忱，俯乞鉴察。专肃敬叩钧安。”
蒋介石立即将张的“请罪书”分送国民党中央和国民政府。
他在呈文中假惺惺地说：
“此次西安事变，皆由中正率导无方，督察不周之过”，要求免去他的“本兼各职，并严加处分”。
他接着指出：
张学良作为西北剿匪副总司令，代理总司令职务，“而在所管辖区内，发生如此巨变，国法军法，自难逭免，现该员已亲来都门，束身请罪”。
按照蒋介石安排，国民党中央于12月29日举行第三十一次常务委员会议，讨论处理西安事变有关事项。主持会议的居正首先致词，欢迎蒋介石从西安平安归来。蒋在会上简要报告西安事变经过。
会议通过的决议对蒋极尽阿谀逢迎之能事，说他：
“驰驱国事，督教三军，昕夕勤劬，不遑宁息，最近两度入陕，即以总理大仁大勇之精神，教化部队，统一军心”，并吹捧他被扣留西安期间“持浩然之正气，昭示伟大之人格，使倡乱者衷诚感动，悔悟自白”。
决议指出：
“蒋同志对此事变，毫无引咎可言，所请辞职，应予恳切慰留，自请处分一节，应毋庸议”。
接着，又召开国民党中央政治委员会第三十二次会议，不容讨论，即决定将张学良送军事委员会依军法处理，并内定推李烈钧为审判长，组织高等军法会审。当天，国民政府发表李烈钧担任审判长的任命，军事委员会又决定朱培德、鹿钟麟担任审判官。
12月30日，李烈钧为“审张”事向蒋介石请示机宜。
见面后，蒋先开口问：“审判长对此案子如何处理？”李回答说：“张学良发动西安事变是叛逆行为，有谋主帅的打算，但能悔改，亲送委员长回京。愿委员长宽大为怀，赦免对他的处分而释放他。”
他还举中国历史上齐桓公不记管仲的射钩之仇而拜其为相、晋文公宽容曾谋害过他的寺人披而终得其助而免遭暗害的例子，意思是说“审张”可否按此办理，可是蒋听后反映冷淡。
李见话不投机，遂改口说：
“国民政府既任烈钧出任审判长，一切当依军法办理。”蒋这时才说：“君慎重办理可以。”
抗战期间李烈钧在昆明与人谈到当年“审张”这件事时说：
“那简直是演戏，我不过是奉命演这幕戏的主角而已！张汉卿光明磊落，对话直率，无所畏惧。”
2、张学良的舌战法庭
高等军法会审12月31日上午10时正式开始。
审判的具体过程，李烈钧后来写的回忆录和档案馆保存下来的“审判笔录”记载得颇为详尽：
“三十一日，开庭前，我命副官先布置一下法庭，然后我偕同朱、鹿两审判官到法庭坐定。我环顾法庭四面布置周密，警戒森严。我命将张学良带上。不一会儿，张学良面带笑容，趋立案前。我因为他是陆军上将，又是未遂犯，让他坐下，但他仍笔直地站着。我招呼他走近一些。”
李问张：“你知道犯什么罪吗？”
张回答：“我不知道。”
李翻开陆军刑法给张看，并对张说：“陆军刑法的前几条，都是你犯的罪。你怎样胆敢出此？”
张学良态度从容，答话直率，毫无顾及，李心想：学良真不愧是张作霖的儿子啊！
李问张：“我们准备了一份向你提问的问题，你愿先看看这些问题吗？”
张回答：“很好，给我看看。”
张看了准备向他提问的八个问题后，有针对性地作了回答。
关于发动兵谏的目的，张说：
“我对蒋委员长是极信服的，我曾将我们意见，前后数次口头及书面上报告过委员长。我们一切的人都是爱国的人。我们痛切地难过国土年年失却，汉奸日日增加，而爱国之士所受之压迫反过于汉奸，事实如殷汝耕同沈钧儒相比如何乎。我们也无法表现意见于我们的国人，也无法贡献于委员长，所以用此手段以要求领袖容纳我们的主张。
我可以说，我们此次并无别的要求及地盘金钱等，完全为要求委员长准我们作抗日一切的准备和行动，开放一切抗日言论，团结一切抗日力量起见，我们认为目下中国不打倒日本，一切事全难解决。中国抗日非委员长领导不可，不过认为委员长还未能将抗日力量十分发扬，而亲日者之障碍高过于抗日者之进行。如果我们有别的方法达到我们的希望，也就不做此事了。”
关于他送蒋回京的感想和到京后给蒋写信即“请罪书”问题，张说：
“我此次来京，也有三点意见：（一）维持纪律，不隳我中国在国际地位；（二）恢复及崇高领袖之尊严；（三）此事余一人负责，应当得应得之罪，我并无一点个人的希求，一切的惩罚我甘愿领受。我写给委员长的信，不知道他要发表的，否则我不写。”
张学良还说：
“现在的要求是极端的抗日，贯彻始终。至于我个人的生死毁誉，早已置之度外”，“我对于我们之违反纪律之行动，损害领袖之尊严，我是承认的，也愿意领罪的。我们的主张，我不觉得是错误的。”
李没等张说完，就问张：“你胁迫统帅，是受人指使呢？还是你自己策划的呢？”
张回答：“我自己的主意。一人做事一人当。我做的事，我自己当之。我岂是任何人能指使的吗？”
谈到这里，张向李说：“我有一句话，请教审判长，可以吗？”
李答：“当然可以。”
张说：“民国二年，审判长在江西起义讨伐袁世凯，有这回事吗？”
李答：“是的。”
张说：“审判长在江西起义讨伐袁世凯，为的是反对袁世凯的专制与称帝，对吗？”
李答：“是的。”
接着张理直气壮地说：“我在西安的行动，为的是谏止中央的独断专行…”
李不容张把话说完忙抢过去斥责道：“胡说！那袁世凯怎能与蒋委员长相提并论？你在西安搞事变，是自寻末路，怎能归罪于谁？”
3、“赦张”闹剧
鹿钟麟见李烈钧大动肝火，建议暂时休庭，陪他到休息室稍事休息。复庭后又审问了几句，就宣布结案。待张在审讯记录上签字后，李即将记录送蒋审核。整个审问过程没超过两小时。
据鹿钟麟后来回忆说：
审讯记录送去后，“计算时间，恐尚未寓目，蒋即把军事委员会军法处根据此授意而预为拟好的判决书发下，命令宣布判决。”
“判决书”给张学良罗织的罪名是“首谋伙党对于上官为暴行胁迫”，结果是判处“有期徒刑十年，褫夺公权五年。”
得知对张学良的判决结果后，蒋介石于当天下午2时呈请国民政府对张实行“特赦”。
孔祥熙1月3日也致电国民政府，要求特赦张学良。
他在电报中说：
事变期间，他代理行政院长，与张学良函电往还，多次向张许诺“如能迅速护送蒋公回京，中央当可宽望既往。”
据此，他恳请国民政府“俯纳蒋委员长所请，准予赦宥，以示宽大。”
1月4日上午，林森主持召开国民政府第二十二次委员会议，出席者有王伯群、邓家彦、马超俊、李文范、经亨颐、陈立夫、叶楚伧、宋子文、李烈钧、张继、冯玉祥及王正廷等。列席者有居正、戴传贤、魏怀、吕超和陈采仪等。林森对蒋介石的呈文和司法院的核议作了说明，之后即进行表决。
会议一致通过对张学良予以特赦。当天下午，国民政府发布命令：“张学良所处十年有期徒刑本刑，特予赦免，仍交军事委员会严加管束。此令。”
这一纸命令，使张学良在长达半个世纪的时间里失去自由，过着被幽禁的生活。
4、西安方面对“审张”的反应
蒋介石回到南京，在“审张”的同时，宣布对西安停止军事行动，撤消讨逆总司令部。行政院12月31日根据国民政府令发布“训令”指出：
“此次西安事变，毁坏纲纪，全国震惊，事后追维，实堪痛惜。所幸当日倡乱之人，阅时未久，即已割除心迹，次第改悔，复据张学良亲向军事委员会委员长具呈请予制裁，来京待罪。政府念其尚知咎戾，兼为安靖地方，免致贴累人民起见，即日停止军事行动；并将讨逆总司令部及讨逆军东、西两路集团军总司令部一并撤消。”
对蒋介石回京后违背诺言、迫害张学良并纵兵西进的行为，西安方面极为愤慨，针锋相对地做出了反应。
蒋杜撰的《对张杨的训词》12月27日在《中央日报》发表后，杨虎城12月29日致函陕西各县长，说明西安事变真相，披露事变经过和八项主张，发表蒋答应的六项条件。1937年元旦，东北军、十七路军联合在西安举行阅兵式，杨虎城在演说中谴责南京扣押张学良和派兵西进的行为。
南京1月4日发布对张学良予以特赦并交军委会“严加管束”命令后，西安知张已不能返陕，气愤已极，第二天，发表由杨虎城领衔、东北军和十七路军高级将领共同署名的“歌电”，严重抗议南京扣押张学良和妄图重新挑起内战的图谋。
“歌电”公开披露蒋介石在西安期间接受张、杨提出的救国主张和做出的：
“有我在决不任再起内战”的承诺；指出蒋回京后虽口头上“令中央军向东撤出潼关，但实际上“中央军匪惟未遵令东还，而反大举西进。计有第六、第十、第二十三、第二十八、第七十九、第九十五、第六十、第十四、第一百零三、第八十三师暨教导总队等，集结推进至潼关、华阴、华县一带，筑垒布阵，积极作挑战之形势”。
“歌电”严肃指出：
“国危至此，总不应再有萁豆相煎之争，有可以促成举国一致、枪口对外之策，虎城等无不乐于听命。若不问土地主权之丧失几何，西北军民之真意如何，全国舆论之向背如何，而惟知以同胞之血汗金钱购得之武器，施之对内，自相残杀，则虎城等欲求对内和平而不能，亦惟有起而周旋，至死不悔。”
同日，杨虎城致电蒋介石，要求“即将张副司令之公权恢复”，明确表示“此间情形，张副司令一日不来，即军民一日不安”，请求蒋让张“早日返陕，主持一切”。
蒋介石于12月25日离陕返京后，中共中央于12月27日召开政治局扩大会议，讨论蒋介石获释后的形势与方针。
根据这次会议精神，中共中央当天向党内发出《关于蒋介石释放后的指示》，指出：
“蒋介石的接受抗日主张与蒋介石的释放，是全国结束内战一致抗日之新阶段的开始。但要彻底地实现抗日任务，还须要一个克服许多困难的斗争过程。”
在新形势下，我们要推动蒋介石“结束他们的动摇地位，而坚决走上改革内政对外抗战的道路”。为此，要“继续督促与逼迫蒋介石实现他自己所允诺的条件”，“巩固东北军、西北军与红军的团结”，“继续推动各地方实力派参加对日抗战对内民主的运动”，“努力扩大全国人民的抗日救亡运动”。
12月28日，针对蒋介石在27日发表的《对张杨的训词》，毛泽东代表中共中央发表《关于蒋介石声明的声明》，指明蒋介石是在接受了张杨提出的抗日要求后才获释的，并公开披露了蒋口头上答应的六项条件，郑重指出：
“今后的问题是蒋氏是否不打折扣地实现他自己‘言必信，行必果’的诺言，将全部救亡条件切实兑现。全国人民不容许蒋氏再有任何游移和打折扣的余地。蒋氏如欲在抗日问题上徘徊，推迟其诺言的实践，则全国人民的革命浪潮势将席卷蒋氏而去。”
5、中共救张的努力
在张学良被扣留和蒋介石着手部署五路大军威逼西安的情况下，中共中央于1937年1月2日举行政治局会议，认为蒋介石的态度仍在动摇中，中共的方针是要争取他，使他与亲日派分离，主要火力应对准亲日派。
1月5日，张闻天和毛泽东联名致电在西安的周恩来、博古，传达政治局1月2日会议精神，指出南京派兵威逼西安的用心是把东北军将领“吓得就范，然后慢慢宰割，孤立红军”。
张、毛的电报提出目前的对策应该是西北“三方面团结，真正的硬一下”，“使中央军不敢猛进”。该电还要求周、博在政治上“速发拥蒋迎张通电”；在军事上要彭德怀、任弼时“速令十五军团出陕南”。
1月9日，张闻天、毛泽东在给周恩来、博古的电报中进一步指出：“保持西北目前局面，非不得已不开火，乃目前基本方针”。
中共中央为贯彻和平方针，给白区党组织接连发出指示，要求他们发动和团结各方面力量，迫使蒋介石释放张学良、停止进攻西安。
1月5日，张闻天、毛泽东电令在上海的潘汉年，“应速找宋子文弄清南京近日之变化”，要宋实践诺言，履行周恩来在西安与蒋、宋商定的六项条件。
1月9日，中共中央书记处致电主持华北局工作的刘少奇，指出：“内战危险已迫在眉睫”，希望他发动白区党组织设法推动舆论机关、人民团体、国民党许多将领与多数党员、各省实力派、以及英法美在华人士，反对亲日派发动的自相残杀的内战，力争和平解决西安事变。
1月25日，张闻天致电上海地下党冯雪峰、潘汉年，要他们策动韩复榘、刘湘发表通电，主张和平解决，恢复张学良自由；要他们设法找人向李宗仁、白崇禧活动此事，并请人向宋子文活动，“要他继续担负调解责任，表示我方拥护他调解之诚意”；还要他们通过杜重远向熊式辉探听何应钦等的行动方针。
潘汉年当天电告张闻天：“已请大姐（即宋庆龄）同宋子文说项，设法由他负责调停”，“已派人去孙、冯、川、桂活动”，“已嘱杜重远、叶挺设法公开往南京”等。