到达西安后，周恩来便与顾祝同、张冲等交换了意见。
接着，又与顾祝同就军事问题进行谈判，商定红军的经费再给5万元；红军夏衣在6月中旬发放；红军西路军被俘人员已到兰州的，可送西安或发衣被；中共将和南方各苏区联络等。
顾祝同均答应向蒋请示。
1937年6月4日，周恩来上了庐山。
此时，蒋介石正在庐山筹办暑期训练团。
从8日到15日，周恩来同蒋介石进行了多次交谈，宋美龄、张冲也在座。
周恩来先将《关于御侮救亡、复兴中国的民族统一纲领（草案）》交予蒋介石。
可是，周恩来却发现，蒋介石虽然没有推翻杭州会谈，但是却增加了一些附加条件，使谈判难以进行下去。
杭州谈判时，蒋介石让中共先拿出一个合作的纲领来，可是，当周恩来带来中共草拟的纲领时，他却漠然置之，另外提出成立国民革命同盟会的主张，故伎重演，还想将共产党溶化于国民党之中。
国民革命同盟会的具体内容是：
一、成立国民革命同盟会由蒋指定国民党的干部若干人，共产党推出同等数量之干部合组之，蒋为主席，有最后决定之权。
二、两党一切对外行动及宣传，统由同盟会讨论决定，然后执行。关于纲领问题，亦由同盟会加以讨论。
三、同盟会在进行顺利后，将来视情况许可扩大为国共两党合组之党。
四、同盟会在进行顺利后，可与第三国际发生代替共产党关系，并由此坚定联俄政策，形成民族国家之联合。
蒋介石费尽心机，又提出：先由中共发表宣言，国民政府即公布红军3个师的番号，人数为4万5千。
他推翻了杭州谈判时的许诺，3个师以上不再同意设总司令部，而改为“设政治训练处指挥之”，并且要求máo • zé • dōng 、朱德离开红军，出国考察。
对于陕甘宁边区政府，仍然坚持中共推荐国民政府方面的人任正职，“边区自己推举副的”。
至于南方游击队问题，他提出应由中共联络，然后“实行编遣，其首领须离开”。
而对杭州所谈“允许共党适时公开”，则矢口不谈，只是说中共可以派代表参加国民大会。