张学良的被扣加剧了东北军内部元老派与少壮派的矛盾。东北军内有一个以王以哲军长、何柱国军长等为首的高级将领组成的元老派。还有一个以张学良卫队营营长孙铭久、政治处处长应德田、抗日同志会负责人苗剑秋等为首的少壮派。两个派系之间本来就有矛盾。少壮派由东北军中下级军官和政工人员组成，他们地位低下，要求抗日的意识强烈。他们与张学良有着很强的依附关系。张学良信任他们，他们也十分珍惜张学良的安危。当张学良从洛阳来电，要求杨虎城释放被扣的蒋介石军政大员时，少壮派就坚决不同意，要求继续扣押，以作为保证张学良回到西安的筹码。而元老派只关注了“和平”，忽视了少壮派急于救回张学良的迫切心情及能量，对他们的要求没有采取有效的应对措施。张学良被扣后，双方都关注营救张学良将军回西安的问题。但在如何营救张学良的问题上，双方各执己见，从而使双方的矛盾不断加深。
南京方面通过无孔不入的特工人员，显然了解了西安出现的混乱情况。为了在西安的混乱局势上火上加油，进一步分化西安“三位一体”，蒋介石派人向西安方面提出了甲、乙两种选择方案：
甲案：
中央军进驻西安，东北军、第十七路军撤至陕西南部和甘肃一带，红军仍返回陕北，陕西省政府主席由第十七路军方面的人充任。
乙案：
中央军进驻西安，东北军移驻安徽和淮河流域，第十七路军移驻甘肃，红军仍返陕北，安徽省政府主席委任东北军方面的人担任，甘肃省政府主席可委任第十七路军方面的人充任。
在两种方案中，甲案是有利于西安方面的。因为按照这一方案，东北军、第十七路军和红军在地理位置上仍然靠拢在一起，“三位一体”的格局不致解体，便于三方在政治上与军事上的继续合作。尽管从表面看，乙案只是在处置东北军问题上与甲案不同，如果执行乙案，东北军开赴相对富庶的地区，会比驻扎陕甘这些贫瘠的省份更好，但东北军一走，“三位一体”就自然瓦解。
选择何种方案？西安方面面临抉择。
杨虎城主张接受甲种方案。东北军以王以哲、何柱国为代表的高级将领表面上主张接受甲案，暗地里在何应钦等人的蛊惑下，却预备接受乙案；少壮派则主张先救回张学良，再说其他事情。元老派与少壮派的矛盾有增无减。率领中共代表团的周恩来，身份是张学良、杨虎城两位将军请来的客人，作用是协助张、杨解决事变，不便干涉友军内部事务，却又不能不提出自己的建议。周恩来与杨虎城、王以哲一同研究甲、乙两方案后，提出：第一，为求得和平解决，杨虎城、于学忠须先通电就职。第二，派人去浙江奉化溪口面见蒋介石，坚决拒绝乙案，可基本接受甲案；但中央军必须全部退出甘肃，在西安留驻东北军、西北军各一部。第三，在军事上，红军、东北军、西北军三方要靠拢，政治上利用即将召开的国民党五届三中全会来寻求问题的解决。杨虎城等人接受了周恩来的建议。
1月16日，杨虎城、于学忠发表通电，接受南京政府撤职留任处分，并要求蒋介石回南京主持救国大计。同时，派代表李志刚赴溪口见蒋介石，向其提出：（一）设立陕甘绥靖公署，由张学良任主任，杨虎城为副主任，或者设西安行营主任，由张学良为主任，杨虎城、顾祝同为副主任。（二）军事善后问题，中央军驻潼关、华阴，陕甘其他地方由东北军、西北军和红军分驻。（三）由国民党五届三中全会决定国策，抗日、联俄、容共。蒋介石对此表示难以接受。
1月20日，李志刚返回西安，传达了蒋介石的态度后，东北军、西北军军政领导人群情激愤。张学良迟迟不能回来，更坚定了少壮派的主战要求。他们发动签名运动，要求营救张学良，表示即使因此同中央军开战也在所不惜。少壮派认为元老派主和是为取张学良而代之，对元老派的不满日渐增长。杨虎城虽然担忧同中央军作战没有把握，但害怕蒋介石报复，也希望张学良回来，于是在和与战的问题上犹豫不决，思想上倾向于少壮派，这更助长了少壮派军官的气势。一时少壮派的主张在西安占了上风。
在极端复杂的情况下，周恩来坚持宣传“三位一体”共同坚持与巩固和平的道理，同各方面广泛接触，重点做杨虎城和东北军少壮派的工作。周恩来与杨虎城进行了详谈，尽力说服他下决心不与中央军开战。面对主战气盛的少壮派，周恩来耐心地做说服解释工作。
1937年1月27日晚，少壮派青年军官应德田、孙铭久、苗剑秋等50余人来到中共代表团驻地金家巷向周恩来请愿，强烈反对和平解决方针，主张等张学良回来后再撤兵，要求红军支持他们的主张。对少壮派的要求，周恩来表示，这样做恐怕有引起战争的危险。他说：我们现在不坚持这一要求，退兵后只要“三位一体”好好地团结，仍然可以要求张学良将军回来。少壮派不同意周恩来的说法。应德田作了长篇发言，依然坚持少壮派的主张。
周恩来进行了苦口婆心的解释工作：我们了解东北军的特殊性和张副司令在东北军中的重要性，我们极愿把张副司令营救出来，但是现在这种局面，我们如果坚持要求放回张副司令，而蒋介石一定不放回，坚持下去，很容易引起战争。引起战争，那就不符合张副司令发动西安事变所希望达到的团结抗战的愿望。很明显，战端一起，他们更不会放副司令回来了。我们现在退兵。“三位一体”好好地团结，保持强大的力量，继续坚持要求，副司令迟早总会回来。我们要求放张副司令回来的方法很多，不一定要现在坚持，要求南京即刻放回来。现在这样坚持，一旦引起战争，不仅张副司令回不来，而且容易造成更加混乱的局面，对国家前途。对团结抗日，对东北军前途，对张副司令前途，都没有好处。
他还充满深情地说：共产党与蒋介石的血海深仇，我们永远不会忘记，共产党与东北军和张副司令的血肉关系，我们也永远不会忘怀。凡对张副司令有好处的事，我们一定尽力而为。但现在坚持要副司令回来，不见得对他有好处。少壮派还是不同意。苗剑秋哭着说：你们不帮助我们打仗，红军开到关中干什么？你们是否想看着我们被蒋介石消灭。你们不帮助我们打仗，咱们就先破裂。孙铭久甚至跪下，哭请红军出兵。周恩来表示：对他们提出的要求，要好好商量后答复，他们才离开。
这次对话长达6个多小时，效果并不大。救张心切的少壮派不久就导演了枪杀王以哲将军的悲剧。
周恩来在做杨虎城和少壮派工作的同时，多次致电潘汉年，请其转告蒋介石：“给张、杨以宽大，以安其心”“许张来陕讲话，以安东北军之心。”
第二，军事上，周恩来多次向中共中央提出红军的部署问题，以配合东北军、西北军可能对中央军的抗击。1937年1月4日，周恩来应杨虎城、王以哲的请求，电请中共中央调一部分主力红军开到关中。在短时间内，红一军团到达耀县、三原，红十五军团到达咸阳，红二十七军到达洛川。周恩来在几天内将这些部队的给养、弹药和无线电器材补充完毕，并亲自到咸阳看望红军，向红军战士讲明西安事变的意义，鼓舞士气。红军主力南下，给杨虎城、王以哲吃了定心丸。10日，周恩来致电张学良：“只要中央军不向此间部队进攻，红军决不参加作战。若进入潼关之中央军必欲逼此间军队为自卫而战，则红军义难坐观。”既向张学良表明了红军支持东北军、西北军的明确态度，又通过张向蒋介石转达了中共与东北军、西北军合作的决心。13日，为了进一步让杨虎城安下心来，周恩来与红军前敌总指挥部总指挥彭德怀、红二方面军总指挥贺龙同杨虎城进行了会谈。双方商定：只要中央军一发布进攻命令，红军即向富平、蒲城开进，支持关中作战。
蒋介石的反复无常，使得少壮派主战的意见在西安占了上风。周恩来对少壮派的说服工作收效甚微。此时，杨虎城的思想也转向主战。他向曾任陕西省政府秘书长的中共党员南汉宸说：“共产党主张和平，可以同国民党、蒋介石分庭抗礼，他们是平等的。我是蒋的部下，蒋的为人是睚眦必报的。和平解决以后，叫我怎样对付蒋？所以和平的前途就是牺牲我。”“我现在不能看着自己就这样完了。”杨虎城的态度对主和的意见无疑是雪上加霜。得知杨虎城的态度后，周恩来立即让南汉宸转告杨虎城：“请杨先生放心。我们一定对得起朋友，我们绝不做对不起朋友的事。”
为巩固西安“三位一体”的合作局面，周恩来携叶剑英、博古专程赴三原红军司令部与洛甫、彭德怀、任弼时、杨尚昆、左权等召开紧急会议，商讨协同东北军、西北军作战的对策。大家认为，东北军、西北军都是我们的朋友，现在这两个朋友坚持要与中央军打仗，本来是不应该打仗的，但不答应可能会导致敌对的情绪。会议决定，只要东北军、十七路军意见一致，红军可以暂时保留自己的意见而支持他们的主张，跟他们一起打仗。当晚，返回西安的周恩来将这个决定告诉了杨虎城和少壮派军官。并说：“只要你们团结一致，意见一致，我们绝不会对不起张先生，绝不会对不起你们两位朋友。包括打仗在内，我们一定全力支持你们。”这个方针也得到了毛泽东、朱德的同意。
