12月19日毛泽东向上海发报电告潘汉年，要潘立即“向南京接洽和平解决西安事变之可能性，及其最低限度条件，避免亡国惨祸。”21日毛又电潘，要潘向陈立夫等提出：“目前最大危机是日本与南京及各地亲日派成立联盟，借拥蒋旗帜造成内乱奴化中国。南京及各地左派应迅速行动起来，挽救危局。共产党愿意赞助左派，坚决主张在下列条件基础上成立国内和平，一致对付日本与亲日派。（甲）吸收几个抗日运动之领袖人物加入南京政府，排斥亲日派。（乙）停止军事行动，承认西安之地位。（丙）停止“剿共”政策，并与红军联合抗日。（丁）保障民主权利，与同情中国抗日运动之国家成立合作关系。（戊）在上述条件有相当保证时，劝告西安恢复蒋介石先生的自由，并赞助他团结全国一致对日。”[22]表明中国共产党主张保蒋安全坚持国共合作的立场。根据中央指示精神，潘汉年积极展开活动。
    与潘汉年会见后，宋子文、宋美龄飞往西安。12月23日进行谈判，宋子文代表蒋介石，西安方面参加的有张学良、杨虎城和代表中国共产党、红军的周恩来，24日宋美龄加入谈判。经过二天的紧张谈判，在周恩来、张、杨和宋氏兄妹等谈判各方的共同努力下，终于达成协议，和平谈判获得初步成果。24日晚周恩来会见蒋介石，蒋表示三点意见：停止剿共，联红抗日，统一中国，受他（蒋）指挥；由宋氏兄妹和张学良代表蒋与周解决商谈好的问题；蒋返南京后，周可直接与他谈判[23]。25日下午张将军送蒋介石飞回南京。在西安机场临行时，蒋对张、杨重申六项诺言：明令中央入潼关之部队于25日前调出潼关；停止内战集中国力一致对外；改组政府，容纳抗日主张；改变外交政策，联合一切同情中国民族解放之国家；释放上海各被捕爱国领袖；西北各省军政，统由张杨两将军负其全责[24]。
    张学良将军送蒋去南京后被扣。蒋介石命令中央军兵分五路向西安推进，局势顿时恶化，内战一触即发。
    12月27日中共中央向党内发出《关于蒋介石释放后的指示》，指出“要彻底的实现抗日任务，还须要一个克服许多困难的斗争过程。”
    1937年1月初中共中央频频电告潘汉年， 要潘向国民党中央郑重声明：共产党坚决站在和平解决国事之立场，赞助国民党一切有利于救亡图存之改革，愿与国民党各方洽商团结一致挽救危局的办法；而“南京采取报复政策，不但于国民党及蒋氏的地位有损且绝对无益于西北善后问题之解决。”坚决要求国民党撤兵、释张、实施西安协议。潘汉年奉命直接与宋子文、陈立夫等接洽，阐明中共的态度与方针，要求国民党当局正视现实，不要自食其言。
    面对西北三方军民团结一致严阵以待的强硬态度和全国要求和平、反对内战的强大舆论压力，蒋介石采取了“以政治为主军事为从的方略”，以解决西北问题。蒋通过潘汉年邀请周恩来赴南京谈判。
    中共中央1月4日、5日分别电示潘汉年和周恩来， 说明国共两党关系大纲已与蒋、宋磋商，“细目委潘汉年全权接洽”，“恩来无去南京之必要”。蒋派张冲去西安见周。
    1月8日潘汉年陪张冲去西安，周恩来与张冲会谈。周向张指出，蒋介石背信弃义破坏西安协定；中共谋求国内和平，同意用政治方式解决西北问题，南京必须履行以下三条：一、立即撤兵；二、立即释张回陕；三、保证西安协定之实行[25]。张冲答应向南京转达中共和西安方面的要求。
    潘汉年自西安赴上海，遵照中共中央方针，继续与国民党方面进行全权交涉，要求撤兵、释张。1937年1月21日毛泽东、 周恩来致电潘汉年：“为避免内战一致对外，我们原则上不反对蒋之方针，并应劝告西安服从南京统一方针，蒋宜给张、杨以宽大，以安其心。”1月22 日致电要潘汉年向蒋介石表示：“我们的政策是与蒋一道团结全国（即反对分裂与内战）共同抗日，以后许多事情均愿与蒋商量，一切有利日本与汉奸而有损国力与两党合作之事，均当与蒋一道坚决反对之。”[26]潘汉年代表共产党要求国民党须保证和平解决后，不再有战争，放弃“剿共”政策，保证红军最低限度之给养……；要求蒋介石亲笔手书保证。陈立夫、宋子文、孙科等先后会见潘汉年，态度有所变化，承诺和平解决。
    1月下旬潼关谈判开始。2月2日发生“二二事件”， 东北军接受乙案，随后东调。2月4日杨虎城、于学忠和东北军、十七路军高级将领发表《和平宣言》[27]。2月8日，在西安行营主任顾祝同指挥下，中央军和平进入西安。经过近两个月曲折复杂的斗争，在世界各国的关注中，在各主要当事方和全国各界的共同努力下，西安事变终于获得了和平解决。
    事变后，1937年2月10日中共中央致电国民党提出五项要求、 四项保证，第一次公开提出国共合作抗日的条件和保证。2月15 日国民党召开五届三中全会，确定了和平统一的国内政策，并在实际上接受了国共合作抗日，随后国共两党谈判进入了新阶段。
    1937年3月潘汉年陪同周恩来经上海去杭州与蒋介石会谈。 在杭州会谈期间，宋美龄曾往潘汉年住所拜访，对潘在和平解决西安事变中的努力表示感谢。周恩来与蒋介石杭州会谈取得重要进展。蒋表示：今后两党合作具体问题由陈立夫负责与中共接洽，红军的改编及经费问题由宋子文负责商谈。此后潘汉年同陈、宋做过多次谈判，奔波于陕北与上海、南京之间。
    在西安事变的前前后后，自1936年初至1937年上半年，在国内形势激烈变化的历史转折中，潘汉年肩负着代表中国共产党中央与国民党联络和谈判的任务，历经艰难险阻，出色地完成使命。他的卓有成效的工作，为促进西安事变的和平解决，为促进第二次国共合作和全民族抗日统一战线的建立与发展，立下不可磨灭的功勋。