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。