自从西安事变开始，周恩来就忙于和国民党谈判。国共双方具体磋商合作抗日，谈判长达半年多。1937年3月下旬，周恩来结束历时一个多月的西安谈判，飞抵春光明媚的杭州，同蒋介石直接谈判。
蒋介石向周恩来承认，中共具有民族意识和革命精神，是新生的力量；由于国共分家，致使十年来革命失败，造成军阀割据和帝国主义侵华的局面。
周恩来重申中共的具体要求：第一，陕甘宁边区是个行政区，不能分割；第二，红军改编后的人数必须达到四万多人；第三，三个师以上必须设总部；第四，副佐及政训人员不能派遣；第五，红军学校必须办完本期；第六，红军防地须增加。
蒋介石对具体问题避而不谈，只是说：“这些都是小节，容易解决。”他反复强调，中共不必同国民党合作，只要同他个人合作，商量一个永久合作的办法。
周恩来看出，蒋介石强调同他个人合作的用意，是不愿放弃个人独裁和领袖地位。他向蒋介石申明，中共对国共合作的立场，是站在民族解放、民主自由、民生改善的纲领上的，是为了国家和民族的利益，决不能忍受“投降”、“改编”的污蔑。他说：“共同纲领是保证合作到底的最好方法。”
蒋介石立即说：“那就赶快回到延安去，商量合作与纲领问题。”周恩来问他有什么具体办法，他说没有，要中共商量。
3月30日，周恩来带着和蒋介石联系的密电码飞抵西安，4月初飞返延安。毛泽东等人到机场迎接。
6月8日至15日，周恩来在庐山再次和蒋介石会谈，提交了《民族统一纲领（草案）》，内容包括：争取民族独立，反对日本帝国主义；实现民权，保障人民自由；实现民生幸福，建立国防经济。
可是，蒋介石推翻了他在杭州会谈中所做的承诺。他完全撇开周恩来带来的纲领，提出由国共双方推出数量相等的干部，组成国民革命同盟会，由他任主席，有最后决定权。这个同盟会决定两党一切对外行动及宣传，代替共产党与第三国际发生关系。他甚至提出，要请毛泽东和朱德“出洋”。他还提出设立政治训练处，指挥改编后的红军，由国民党政府派人担任陕甘宁边区政府的正职，副职由边区选举。
蒋介石的企图，是要把中共溶化在国民党内。周恩来严词拒绝，驳斥了他要朱德和毛泽东“出洋”的提议。会谈中，双方争执很久，经过宋子文、宋美龄和张冲往返磋商，仍然无法解决双方的矛盾。18日，周恩来回到延安。这次谈判没有取得结果。
7月7日，周恩来一行来到上海，准备再上庐山，同蒋介石会谈。就在当晚，卢沟桥事变爆发，全国抗日战争揭开了帷幕。第二天，中共中央通电全国，号召筑起抗日民族统一战线的坚固长城。
13日，毛泽东在延安挥毫题志，发出誓言：“保卫平津，保卫华北，保卫全国，同日本帝国主义坚决打到底。”同一天，国民党政府向国际联盟递送第一次声明，申诉日本人大规模侵略中国。
14日前后，周恩来一行到达庐山，将《中共中央为公布国共合作宣言》交给国民党。蒋介石态度十分冷淡，在谈判中提出，红军改编后，各师直属行营，政治机关只管联络，无权指挥，谈判陷入僵局。
16日至20日，国民党庐山谈话会举行第一期会谈，一百五十八名大学教授和地方县以上官员与会，讨论和战方针。何应钦发言说，中国武器不如日本，如果开战，七天之内必会亡国。孔祥熙说：“抗战不如参战，参战不如观战。”张群提出：“和必乱，战必败，败而后和，和而后安。”
地质学家李四光也来到了庐山。他早年和汪精卫有过交往，谈话比较随便。一见到汪精卫，他就说：“现在再不打，别无出路了。”汪精卫却很悠闲，给他讲了一通不能打仗的道理。李四光一听，就和他争辩起来。
汪精卫说：“你是书呆子，懂什么？”
李四光愤而告辞，临走时说：“看谁的看法对！”
随后，李四光对一位朋友提起这次谈话，愤愤地说：“此人可杀。”
李四光的话在后来应验，汪精卫后来果然投入了日本人的怀抱，认贼作父，成为千古罪人。
17日，蒋介石在谈话会第二次全体会议上讲话，最后申明：“我们希望和平，而不求苟安；准备应战，而决不求战。我们知道全国应战以后之局势，就只有牺牲到底，无丝毫侥幸求免之理。如果战端一开，那就是地无分南北，年无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责任，皆应抱定牺牲一切之决心。”19日，这篇讲话以《最后关头》为题发表，表达了国民政府准备抗战的决心。
20日，毛泽东致电周恩来，提出“日军进攻之形势已成，抗战有实现之可能”，“我们决定采取蒋介石不让步、不再与谈之方针”。周恩来一行随即飞往上海，后又回到延安，静观时变。
在这期间，中共中央提出《确立全国抗战之战略计划及作战原则案》，并号召“立即召开国防会议”，共商抗战大计。