熊向晖回到南京不久，胡宗南交给他两份秘密文件：一份是蒋介石核准的攻战延安方案，一份是陕北解放军兵力配置情况。胡宗南命他据此画一份军事草图，并起草一份施政纲领。熊向晖回到自己的房间后，细阅了攻战延安方案抄件，不禁大吃一惊：蒋介石这次进攻延安的总兵力竟达15万（而当时陕北我方部队仅3万人左右），还调集上海、徐州的飞机共94架，大有一口将我陕甘宁边区吞掉的气焰。第二天上午，熊向晖随胡宗南飞回西安。晚上，熊向晖化装后来到秘密线上的联络点，将所获重要情报一一告诉了联络人王石坚，王立即报告给延安。
     随后，胡宗南便在洛川召开了军事会议，具体部署了进攻延安的方略。这些情报十万火急，尤其是保密局魏大铭带来了一套美国最先进的探测无线电台方位的装备，将能够探测出我军各级指挥部的位置，这关系到党中央及整个陕甘宁边区的安危。开完会后，熊向晖回到自己的房间不断踱步、抽烟，思考着如何把情报送出去。最后，考虑到情势紧迫，只能打破秘密工作的常规了！他便把情报写在纸上，装入信封封好后，派胡宗南的机要通讯员送西安挚友潘裕然，请潘将信火速转交王石坚。
     后来，当周恩来收到这份情报时，曾激动地称赞说：“熊向晖真是好样的！关键的时刻又一次保卫了党中央。”由于有了这一份情报，党中央迅速作了多方准备，撤出了延安，把一座空城留给了胡宗南。
    熊向晖赴美国留学 南京解放后回到祖国公开身份
    1947年7月，熊向晖赴美国留学。1949年初，熊向晖在美国获得硕士学位。南京解放后，熊向晖取道香港回到祖国。
     同月，国民政府代总统李宗仁派出以张治中为首的和平谈判代表团到北平与中共谈判。后来，因蒋介石拒绝《国内和平协定》，谈判告吹，张治中等人随之去掉代表身份而留在北平。接着，便是“百万雄师过大江”和中华人民共和国成立。
     11月5日，周恩来总理在勤政殿设宴招待国民党原和谈代表张治中、邵力子、刘斐等人，熊向晖应邀出席。席间，张治中看到熊向晖颇为诧异：“这不是熊老弟么？你也起义了？”周总理解释道：“他不是起义，是归队。”客人们全都愕然。
     接着，总理就向客人们“公开一个秘密”，指着熊向晖说：他是1936年入党的共产党员，是我们派他到胡宗南那里去的。客人们顿时大为惊讶。刘裴原是国防部次长，便说：“真想不到，难怪胡宗南总打败仗。”总理说：“蒋介石的作战命令还没有下达到军长，毛主席就先看见了。”
     张治中说；我早知道蒋介石在军事上、政治上都远不是共产党的对手，今天才知道，在情报上他也远远不是共产党的对手。蒋介石的特务如狼似虎、胡作非为、花天酒地，哪有像熊老弟这样的人。
     总理还说：现在蒋介石、胡宗南已经知道他（熊向晖）是共产党员了。我今天向大家讲出来，希望文白（张治中字文白）先生方便时转告蒋介石，让他知道来龙去脉，还请劝他改弦易辙，反共是自取灭亡，反攻是痴心妄想，劝他不要反动到底。我们对他还寄予期望。总理还补充说：那时国共合作，熊向晖同志是去帮助胡宗南抗日的，但蒋介石、胡宗南要打内战，逼得我们不得不如此呀！最后又指着熊向晖说：今天向你们公开这个秘密，还有一层意思，以后要他在外交方面做些事情，你们都是熟人，是给你们打个招呼，免得误会。
     其实，这次宴会是中共的又一次重大的战略行动，而一切都是在不经意间的樽杯相碰之中完成的，熊向晖的这次出场又一次立了奇功，只不过连他自己事前也一点都不知道而已。