白崇禧，蒋介石的又一个幕僚。图为：白崇禧与蒋氏夫妇。宋美龄等人和平解决西安事变的主张，影响了国民党中两派激烈对峙的态势，二陈兄弟也不得不考虑自己的态度。原来，他们之所以极力主张武力解决西安事变，是出于以下动机：第一，他们认为以前蒋介石与各地方实力派之间的矛盾的解决，大多是军事行动起决定性作用，现在张学良、杨虎城以武力扣押蒋介石，是“大逆不道”的行为，更应该诉诸武力。只有这样，才能迫使张、杨放回蒋介石，否则，即使蒋被放回，也难以再统帅三军。第二，他们认为西安事变是受共产党所影响，他们的特务机关就报告，张、杨会见过周恩来。陈果夫认为：“张之脑中已有共党人之矣。”因此，西安事变发生后，当陈立夫找来中共代表潘汉年，希望共产国际与中国共产党居中调解时，陈果夫竞逼潘汉年承认共产党捅手西安事变，由“曾养甫与陈立夫两人，与他面谈，潘不承认”。从反共的立场出发，他们便主张武力讨伐。现在看到宋美龄等蒋宋裙带派和平解决西安事变的主张占了上风。再加，中国共产党已通过潘汉年就和平解决西安事变向他们兄弟做了许多工作，因此，陈果夫与陈立夫不得不考虑转变态度。
12月20日，又是星期日，也是总理纪念周，陈果夫再次向中央政治学校学生讲西安事变。他说：
校长虽然没有出险，但肯定张学良不敢加害他。我们担心的是，事变开始后，关于校长的下落没有消息，因为这样，张学良、杨虎城可借口说已被乱兵杀害。现在既有了下落，谅他们不敢公开危害。
这与前一星期大骂逆贼，要平叛、镇压相比，明显已经变了口气。后来，他再次致电龙云，也委婉谈到：
至委座安全问题，俟前往之美顾问端纳回京询明真象后，再熟商营救办法。
虽然陈果夫与陈立夫对解决西安事变的态度有所变化，但总的来说，还是希望以武力讨伐张、杨的。为了配合这一行动，这期间，二陈对CC特务组织的活动作了进一步安排：
（1）急电西北区和河南特务室迅速派员潜入西安进行侦查。
（2）指示南京邮件和电报检查所所长张志鹏和叶定严密检查邮件（特别是电报），即时具报。
（3）责成所属南京区区长钱永健、周光亚加强侦查戒备，并与宪兵司令部配合，防止坏人乘机造谣扰乱治安。
（4）指使所属密电研究室主任马懋文、陈文彬对于各派系（指桂、阎锡山、龙云、刘湘等系）加强侦查，可了解他们对西安事变的态度和行动。
（5）与军事机关密切配合。
虽然二陈作了很多加强特务政治和恐怖活动的准备，以配合国民党大军武力讨伐西安，但事态并没有按二陈所想象的方面发展。由于各方面的努力，特别是中国共产党以民族利益为重，对西安事变正确引导，终于和平解决了西安事变，达到了逼蒋抗日的目的。
12月26日，蒋介石由张学良陪同，回到南京。陈果夫、陈立夫及其他国民党高级官员都到场迎接蒋的归来。陈立夫作为蒋的亲信，被允许跟随到达蒋介石的住所。蒋介石由于背伤还没痊愈，一进屋便躺在了床上，长长地舒了一口气。陈立夫即向蒋问起西安事变的情况，他最关心的是周恩来在西安事变中的态度，因为此刻，他与共产党之间的谈判正紧张地进行。因此他迫不及待地问：“周恩来态度如何？”蒋介石半闭着眼，缓缓地说：“不坏！不坏！”陈立夫听后，眉头开始舒展，心中似乎感到了一丝宽慰。
但陈立夫对共产党的基本态度并没有变，即把武力解决放在第一位。他当即向蒋介石建议：中央军各部继续全线西进，一举消灭共产党。此时，陈立夫正主持与共产党谈判的事宜，为什么会如此坚决地主张向共产党武力进攻呢？因为他自以为形势对国民党是有利的。一方面，他在与苏联驻华大使鲍格莫洛夫接触过程中，探得了苏联对华政策及基本态度，他认为，此时，国民党如果进攻中共，苏联将不会反对。另一方面，当时中央军已借武力讨伐张、杨之名大量集结，且已进入潼关，这在西安事变以前是决不可能的。因此，是消灭共产党的绝对机会。他进一步向蒋介石建议说：“共产党是虚弱的，不真诚的，您必须走在前面，命令何应钦全线西进，向延安李宗仁，作为军人，无论在何处，多的总是英武之气。进军，碾碎共产党人。”
听了陈立夫的建议，蒋介石半晌没有说话，他闭上眼睛，不说同意也不说反对，实际上他是否定了陈立夫的建议。对此，陈立夫后来颇为遗憾，他认为蒋介石太慈善了，由于被周恩来所感动，就以共产党是真心实意地抗日，所以就不采纳他的意见。实际上，陈立夫把复杂的问题简单化了，历史的发展并不决定于个别人良心或愿望，蒋介石之所以不再支持“攘外必先安内”的反共方针，继续围攻共产党，主要决定于当时国内外的形势。
陈立夫的建议没有为蒋介石采纳，而且，西安事变的和平解决又是对他们讨伐方案的否定，这使二陈十分难堪。为了讨蒋介石的欢喜，也为了给自己讨回一点面子，他们广造舆论，说什么西安事变的解决是“领袖诚意感召，迫使张、杨回心转意的结果”，是所谓“人心一致之胜利，中央政府处置得法及地方政府维持治安之胜利”。刚开始，蒋介石倒没说什么，但过了不长时间，蒋介石便与宋美龄、陈布雷合作《西安事变回忆录》一文，并以宋美龄的名义发表，文中把戴季陶、何应钦等包括陈果夫、陈立夫在内的主战派好好地挖苦了一顿：
中央诸要人，于真相未全明了之前，遽于数小时内决定张学良之处罚，余颇觉得措置太骤；而军事方面复于此时，以立即动员军队讨伐西安，毫无考量余地，认为其不容诿卸之责任，余更不能意断其为健全之行政。军事上或有此步骤之必要，委员长亦或悬盼此步骤之实现，然余个人实未敢苟同。因此立下决心，愿竭我全力，以求不流血的和平与迅速之解决。是非得失，将付诸异日之公论。
二陈被不轻不重地批评一通，心中自然是不舒服的，以致几十年后，陈立夫依然耿耿于怀，说“宋美龄毕竟是个女人……她的丈夫处在危险中。我不相信任何人能完全没有个人考虑。蒋夫人没有参加会议，但是每个人都同情她。谁不知道政府的强硬危及蒋先生的安全，但是，有谁希望拿蒋先生的生命孤注一掷呢？没有。”但陈立夫当时是不敢这样说的，他必须慎重对待一切，尽量去迎合蒋介石的心理，去协助蒋解决面临的难题，以减少蒋介石对他们兄弟的不满。
西安事变后，蒋介石即于1937年2月15日召开国民党五届三中全会，讨论内战和国共关系问题。中国共产党致电大会，提出了五项要求和四项保证，要求国民党“抛弃一切成见，亲密合作，共同奔赴中华民族最后的伟大前程”。中国共产党人的主张和态度，多少对陈果夫与陈立夫是有触动的，再加上他们想到西安事变的教训，所以在三中全会上，二陈的顽固反共态度有了很大的转变。他们站在国民党民主派一边，与汪精卫为首的亲日派进行了激烈斗争。陈立夫主持大会党务组的讨论中，没有再出现反共的言论，在其通过的《推进各省边区党务方法》中，也没有出现“共匪”、“反共”、“清共”、“剿共”等字样。
在多数国民党人的努力下，全会基本上接受了中共中央的提议，提出对外决不签订任何损害主权的协定，如果主权蒙受损失超过忍耐限度，则决然出兵抗战；对内用商榷的途径而不用武力解决国内政治分歧等等。这就为实现全民族抗日统一战线打开了大门。面对三中全会出现的这种合作抗日的气氛，陈果夫与陈立夫也受到了鼓舞，他们对恢复已经停止了的国共两党之间的谈判又有了新的信心。要抗战，必须团结一致
五届三中全会后，国共两党的关系出现了柳暗花明的局面。国民党“使一切形式的国内战争基本上是停止了；对民主方面表示相当的扩大，决定修改选举法，承认在某种条件下开放言论和释放政治犯”，并且主张和共产党进行谈判。为了使以前国共间的秘密接触得到进一步发展，仍然由陈立夫主持两党的谈判。陈立夫虽然思想较以前有所进步，希望国共合作尽快形成，但蒋介石却不肯根本放弃中共必须解除武装、放弃共产主义信仰的方针，陈立夫也不敢在此问题上有太大的松动。
1937年2月至3月中旬，国共两党在西安举行谈判。这次谈判是蒋介石在西安时就约定的，原订地点是南京，由于蒋介石在南京扣押张学良，中共中央为安全考虑，没有让周恩来去南京，而要求改在西安进行谈判。
蒋介石在西安谈判中没有让陈立夫出面，而是派出军方人物顾祝同作为国民党方面代表，后来又增加了军统方面人物贺衷寒。由于顾、贺执行蒋介石的指令，坚持对共产党实行收编，致使谈判不能解决实质性的问题，周恩来表示：“这些争执基本上仍是民主政治与红军独立领导问题，不是顾、贺可以解决得了的。”
在这种情况下，陈立夫建议让张冲参加，因为共产党对张冲印象较好，毛泽东曾在给潘汉年的电报中就表示欢迎“张君（张冲）到西安与恩来会商”，如派张冲参加，至少可以改善谈判气氛。蒋介石同意了陈立夫的建议，增派张冲为谈判代表，但在张冲离南京赴西安时，蒋介石向他交待了几条不可松动的原则：第一，共产党要等宪法公布后才能公开；第二，特区恐怕中央的法令不能相容；第三，红军可以改编成三个师九个团。张冲到西安后，在与周恩来的谈判中，严守蒋介石指令，不敢越雷池一步，除在一些不涉及原则的问题上有所让步外，整个谈判也无多大进展。于是，周恩来向顾祝同表示，希望与蒋介石直接谈判。顾祝同等只好赞同，这样西安谈判结束。