李克农等2月25日到达洛川。先同王以哲谈判，达成红军与六十七军共同抗日的口头协定。确定互不侵犯，各守原防的原则，商定恢复公路上的交通运输及经济通商，六十七军可向当地苏区群众采购粮秣，恢复红白区之间通商等事项。据1936年3月5日张闻天、毛泽东、彭德怀、博古、周恩来致红一方面军各军、中共陕甘、陕北两省省委负责人电。这就保证了红军主力东征以后陕甘根据地的巩固，后方的安全。
3月4日，张学良架飞机抵达洛川，5日凌晨即同李克农谈判，气氛融洽、坦诚。张学良提出，为什么共产党的抗日民族统一战线不包括蒋介石？他认为现在中国的国家力量几乎全部掌握在蒋手里，蒋也有抗日的可能，因此要抗日必须联蒋。李克农说明了不把蒋列入抗日民族阵线中的理由，并说，如果蒋放弃反共、反人民、不抵抗日本的反动政策，我们是可以考虑的。会谈最后，张学良提出，请中共在毛、彭、周、博中选一位来肤施，与他共商抗日大计，时间由中共方面确定。关于张学良提出请中共派一负责人同他再次会谈一事，没有异议。但对他提的名单，诸说不一。张学良致蒋介石回忆西安事变的长函中说是在毛、周中选一人。四人择一说据《西安事变简史》，中国文史出版社1986年版，第6页。张闻天等3月5日当天即收到李克农关于会谈情况的报告，随即复电慰勉，并要李克农等到山西石楼前线当面汇报。
3月16日，洛、毛、周、彭等在山西石楼前线听取了李克农洛川会谈详细经过的汇报，认真研究了张学良的意见和要求，即决定派周恩来为全权代表，到肤施同张学良谈判。据1936年3月16日彭德怀、毛泽东致王以哲电。因张学良生病，谈判推迟进行。
在周恩来与张学良会谈之前，张闻天于4月5日在瓦窑堡召集了一次常委会，商讨同东北军联合抗日等问题。针对当时蒋介石下令张学良进攻陕甘根据地的新情况，张闻天指出，同东北军、张学良联合的方针不变。他说，张学良若向苏区前进，我们还是要加强对他的联合工作。同时加强我们的武装力量，规定恰当的宣传口号，开展争取东北军下层士兵的活动。
4月7日，周恩来由李克农陪同从瓦窑堡启程前往肤施。原定谈判于8日晚8时开始举行，因肤施地区大雨、大雪而推迟。4月9日肤施地区天气晴朗，张学良自驾飞机前来。陪同者有六十七军军长王以哲和上海中共党组织派去的代表刘鼎。周恩来等晚8时入城，当即与张学良、王以哲在城内天主堂作彻夜长谈，直到第二天凌晨才结束。张学良完全同意“停止内战，一致抗日”；认识到要抗日只有以国防政府、抗日联军为出路，他愿酝酿此事；对十大政纲，表示待研究后再提出意见；对蒋，张认为蒋是在歧路上，部下有分化，但他“反蒋做不到”，在公开抗日之先不能不受蒋令进占苏区，再不进兵无以回答蒋；希望共产党方面派有政治头脑而色彩不浓的人到他那里做事、活动。据1936年4月10日周恩来致洛、毛、彭电。周恩来后来谈起这次会晤的感触，说：我从那次接触中，感到汉卿是一个痛快汉子，敢于作自我批评。那次汉卿还给我们部队送了三万法币。据《周恩来年谱（1949-1976）》（中卷），中央文献出版社1997年版，第421页。
4月10日，张闻天就收到周恩来发来的关于会谈情况的电报。4月13日，周恩来回到瓦窑堡。张闻天立即召开常委会议，听取周恩来关于肤施会谈的详细报告。会议决定派一批干部加强对东北军的工作，派刘鼎到张学良处继续谈判，“做事活动”；派白坚驻张学良处任联络员；命李克农与王以哲保持密切关系；等等。还决定在肤施、宜川、洛川、茶店子、西安建立中共与白区的交通机关。鉴于张学良不能不执行蒋进犯苏区的命令，会议决定在关中加强军事力量，作出相应部署，并加紧抗日宣传，争取东北军不打红军。
张闻天根据这次常委会精神，具体指导了陕甘省委和白区工作部对东北军的工作。张闻天分析了张学良与蒋介石嫡系之间的矛盾，看到：东北军若向苏区推进，蒋的嫡系部队就可趁机跟随进入东北军的防区，且将东北军同红军一起圈在里面。张闻天电示朱理治、萧劲光抓住这一矛盾，向张学良方面“要切实的善意的解释，东北军如果现在不反对蒋介石的命令，向苏区推进，构筑封锁线，对于东北军是极不利的”。1936年4月26日张闻天致朱理治、萧劲光电。据《张闻天年谱》（上卷），中共党史出版社2000年版，第316页。以此削弱与阻扼他们向苏区的进攻。再者，当时我方对东北军的做法是“暗中协商，明则敌对”。其结果是同上级军官“和”，同下级军官与士兵“打”。对东北军上级军官有利而对我方则不利。张闻天又及时电示张浩、朱理治：“现在所要改变的即是把这种协商的方法一直推行到中下级军官、士兵中去”。1936年4月26日张闻天致朱理治转张浩电。据《张闻天年谱》（上卷），中共党史出版社2000年版，第316页。
4月底，东征红军决定回师。当时的环境推动了红军同东北军的联合，中共对东北军的工作也已经有了相当的开展，张闻天又提出进一步发展对东北军统一战线工作的指导意见。5月1日，张闻天主持召开政治局常委会。他在总结发言中指出，对东北军的方针“基本上是政治争取使其走上抗日。我们争取的方法有两种：一种是武装力量争取，一种是政治争取。”对东北军工作的重点，过去主要是在王以哲的六十七军，这是正确的。现在应该加紧争取五十七军（当时军长为董英斌，后为缪徵流）。争取的方法，六十七军与五十七军应有区别。有两种方法，一是“武装力量争取”，一是“政治争取”。对六十七军，基本上是政治争取。对五十七军，要“军事、政治双方进行，须以相当武装对付”，同上级的谈判和对下级的工作要同时展开。他提出派李克农前往五十七军做工作。对于争取东北军的策略，张闻天明确提出“我们现在还不是叫东北军立即变为红军”。张闻天1936年5月1日的这篇发言以《对争取东北军工作的一些意见》为题收入《张闻天文集》（二）。
5月23日，常委会再次讨论东北军工作。周恩来同意张闻天5月1日提出的“争取”方针和不把东北军变为红军的策略，说：“我们现在不是瓦解它，而是巩固它。”毛泽东赞成张闻天关于东北军工作重心的意见，说：“工作中心摆在五十七军。”张闻天作总结性发言，进一步指明：“我们现在是要巩固、壮大东北军。”针对东北军工作中提出的问题，张闻天阐述了许多重要意见。指出：要促进“东北军与蒋之分裂”，要在反日问题上“猛烈的攻击蒋介石”；“对政训处也要反对”，还要“分裂它的内部”；对东北军的工作“主要是从外面去影响他，派人去要真正起作用”；在东北军中，“中国人不打中国人”是好的口号，“枪口朝天放”可做一运动；“抗日组织要加紧扩大，党的组织要谨慎，突击不相宜”；对苏区群众要好好解释我们对东北军所采取的策略，告诉他们东北军“是抗日部队”。
5月份中共中央还有几次会议也讨论了东北军工作。通过多次讨论，决定将统一战线工作的中心放在局部的抗日统一战线的建立上，使东北军、十七路军、红军结成“三位一体”，争取首先建立“西北国防政府”，实现“西北抗日大联合”。这就把东北军工作放到了影响全局的关键位置。
为进一步加强领导，在5月17日的常委扩大会上决定成立东北军工作委员会，周恩来为书记。6月20日，中共中央发布了《中央关于东北军工作的指导原则》。这个文件就是按照四五月间多次政治局会议和常委会会议的意见形成的。当时表面上看来东北军王以哲部是在进剿红军，实际上双方的联合进入了一个新的阶段。6月21日，国民党军高双城部袭击瓦窑堡，红军组织力量将它包围，让东北军于23日进驻瓦窑保，党中央机关迁到保安。这事就是中共与东北军事先达成了谅解的。1936年6月14日，中共中央政治局会议就作出了撤离瓦窑堡的决定。6月19日，周恩来电告王以哲：如果中央军将占领瓦窑堡我们必事先通知你们，由东北军占领。
其时，两广事变1936年6月1日，广东的陈济棠和广西的李宗仁、白崇禧组织集会，正式要求南京政府对日宣战。接着粤军与桂军以“北上抗日”名义联合出兵湖南。蒋介石则调兵拦阻。6月12日，中华苏维埃人民共和国中央政府、中国人民红军革命军事委员会发表《为两广出师北上抗日宣言》。爆发，毛、洛认为“西北国防政府有了迅速组织的可能和必要，我们应以西北的发动去配合两广的发动”。为力争此着的实现，张闻天即约派在张学良那里联络的刘鼎到安塞开会，商讨进一步开展东北军的工作。7月5日，毛、洛、周一起出席安塞会议。他们听取了刘鼎的汇报，要刘鼎放手大胆当好代表，争取张学良。特别强调，对东北军不是瓦解、分裂或把它变成红军，而是帮助、团结、改造，使之成为抗日的力量，成为红军可靠的友军。8月9日，洛、周、博、毛复函张学良，建议“兄部须立即准备配合红军选定九十月间有利时机决心发动抗日局面，而以占领兰州，打通苏联，巩固内部，出兵绥远为基本战略方针”；提出“对南京坚持表面不破裂，实际则随时准备作战，但他不来攻我不去打”的策略；表示立即派潘汉年前往西安与张学良面商行动大计，并准备派潘汉年、朱理治、叶剑英到西安同刘鼎一起协助张学良工作。当时，红二、四方面军将北出甘南，而蒋介石解决两广问题后有极大可能转而进攻西北。此信将“发动抗日局面”的行动计划提到张学良的面前，是为实现西北大联合、也是为实现红军三大主力会合的重要一着。按党中央的决定，叶剑英、彭雪枫、朱理治9月到西安，进行了卓有成效的工作，促成了红军与东北军、十七路军“三位一体”的联合，为日后西安事变的发动、进而全国抗战的发动作了准备。
张闻天和毛泽东对联合杨虎城及其西北军即十七路军的工作也很重视。杨时任西安绥靖公署主任、第十七路军总指挥，是陕西实力派的领袖。1935年12月，党中央就派汪锋持毛泽东的亲笔信去见杨虎城，提议“共组抗日联军，设国防政府”。1936年3月中旬，张闻天、毛泽东等中央领导人在山西前线听取了北方局联络处长王世英的汇报，了解到北方局几年来对十七路军做了不少工作，有较好的基础。《八一宣言》发表以后，1935年10月，北方局即派申伯纯同杨商谈联合抗日，经多次磋商，已于1936年2月同杨达成红军与十七路军共同抗日、互不侵犯的四项协定。3月晋西会议肯定了北方局同杨联合的方针和工作。4月5日在瓦窑堡召开的常委会上，又着重讨论了对杨联合的问题。杨虎城在1927年国共分裂后，仍然坚持孙中山“联俄、联共、扶助农工”的三大政策，保护了一些共产党人。他曾有要当贺龙的愿望，申请加入共产党。中共中央“允其加入”，可惜未能履行入党手续。1928年10月9日中共中央给东京市市委的信中说：“杨虎城，中央已允其加入，交由你们执行加入手续。”转引自冯建辉：《中共中央曾批允杨虎城加入共产党》，载《党史研究资料》1987年第10期。冯文分析杨未能履行入党手续的原因是中央信件到达日本较晚，而杨于1928年11月中旬以前已回国。1931年他任陕西省主席时，还任用共产党员南汉宸为省政府秘书长。九一八事变后，他多次请缨赴前线抗日，均遭拒绝。他对蒋介石的独裁统治和“攘外必先安内”政策是坚决反对的。所以，张闻天在会上指出，对杨虎城的联共抗日应充分估计，要看到在国民党部队的将领中，国共分裂后“能保存我们同志者是很少的”。肯定杨虎城是可靠的同盟者。同十七路军“我们可以诚恳谈判，困难可设法同他解决，表示对他好意”。张闻天还提出，十七路军“受威胁时”，红军“可配合行动”；对十七路军的工作应抓紧进行，批示“电台快去”，“林先去西”。据张闻天1936年4月5日在常委会上的发言记录。“林先去西”中之林，疑即指王世英。会后王世英即赴西安。会后，王世英即赴西安与杨商谈，向杨转告党中央意见，说明现在蒋介石调军队入晋，令张、杨出兵，实即日本帝国主义“广田三原则”的具体实施，请杨采取“瞒上不瞒下”的办法应付，十七路军进入某些部分苏区后即止，使“你我皆无大损失”；并请杨同张学良改善关系。此后，党中央又续派张文彬（于8月）、汪锋（于9月）到西安地区开展对杨虎城及十七路军的争取、联合工作。为进一步加强对十七路军的统一战线工作，还成立了由贾拓夫等组成的西北军工作委员会。在一段时间里，对十七路军的统战工作由总书记张闻天直接领导。
在联合东北军和西北军的同时，张闻天也没有忽略对其他地方实力派的联合工作。他在4月5日的政治局常委会上提出，我们对各种派别的态度现在要转变，我们应该相信在抗日问题上可以结成联盟。我们不应简单地痛恨他们，而要争取同他们在抗日或某些问题上订立协定。他还具体地指出，“马占山部队中可大大活动”；“阎（锡山）、宋（哲元）、孙（殿英）等部分可分化其部队”；“孙部我们不是替他去招兵买马，主要活动在抗日问题”；对民团及土匪，负责侦查、情报工作的特科，“可用红军名义去活动”。据张闻天1936年4月5日在常委会上的发言记录。
东征回师以后，中国共产党同各地方实力派的统一战线工作广泛开展起来。到1936年夏、秋，通过各种渠道，先后同宋哲元、刘湘、傅作义、阎锡山、李宗仁、李济深等都建立了程度不同的联系。
为了适应与国民党各派部队统一战线日益发展的形势，1936年7月27日中央政治局会议赞成张闻天的提议，成立了“白军工作部”，由周恩来负责领导。据1936年7月27日政治局会议记录。这一机构的建立，进一步推动了共产党对国民党军队的统战工作。