蒋介石一行25日晚住在了洛阳，蒋和宋美龄26日上午9时左右乘一架飞机在中午时分到达南京。张学良和宋子文乘另一架飞机后离开洛阳，下午到达南京。到达南京后，张学良致电杨虎城：“午后2时抵京，寓子文兄处，一切安善，请转告诸同志释念。学良，宥戍印。”
就在张感觉一切“安善”时，蒋介石已命陈布雷为他杜撰一篇题为《蒋委员长离陕前对张杨的训词》的文章，一定要赶在27日的《中央日报》上发表；同时命戴笠对张下榻的宋公馆严加防范，限制张与外界的联系；他通过宋子文暗示张要有认罪的表示，于是张学良在到南京的当天，给蒋写了一封表示“请罪”的信。信的全文如下：
介公委座钧鉴：学良生性鲁莽粗野，而造成此次违反纪律，不敬事件大罪。兹腼颜随节来京，是以至诚，愿领受委座之责罚，处以应得之罪，振纪纲，警将来，凡利于吾国者，学良万死不辞。乞钧座不必念及私情，有所顾虑也。学良不文，不能尽意。区区愚忧。俯乞鉴察。专肃。敬叩。
学良肃二十六日
张学良这封请罪信成为了他永世不能脱罪的把柄，至今作为证据，保存在台湾国民党党史馆中。
12月27日国民党党报《中央日报》发表了《对张杨的训词》。《训词》称：张、杨是受了“反动派之煽惑”，此次“勇于改过”，是由于受蒋的“精神之感召”。说蒋介石离开西安之前，张学良、杨虎城“不再强勉我（指蒋介石）有任何签字与下令之非分举动，且并无任何特殊之要求”等等。蒋介石企图通过这个所谓《训词》，来掩盖蒋与西安方面谈判的真相，吹嘘自己的伟大，迷惑国内外的视听，为其今后的政治企图做好铺垫。为了使人相信《训词》是真实的，发表时还刻意加注“宋美龄笔录”的字样。为此，宋美龄在其《西安事变回忆录》中特意做了一番似乎确有其事的记述：“当杨虎城率卫队若干人来时，空气益形紧张。彼偕张径入委员长室，立正行敬礼。委员长邀其就座，彼等皆屹然不敢动；余即进言，委员长尚病不能起坐，故不得不卧谈，如彼等就座，较易听受，乃始勉就椅坐。委员长与彼等语，余即在座速记。彼等闻委员长诚挚之言，余从旁察觉彼等容态，实显现一种非常感动与情不自禁惭愧之色。”
洞悉蒋介石一贯伎俩的毛泽东，在这篇无中生有的《训词》发表的第二天，即1936年12月28日代表中共中央发表了《关于蒋介石声明的声明》。《声明》指出：“蒋介石氏12月26日在洛阳发表了一个声明，即所谓《对张杨的训词》，内容含含糊糊，曲曲折折，实为中国政治文献中一篇有趣的文章。蒋氏果欲从这次事变获得深刻的教训，而为建立国民党的新生命有所努力，结束其传统的对外妥协、对内用兵、对民压迫的错误政策，将国民党引导到和人民愿望不相违背的地位，那么，他就应该有一篇在政治上痛悔已往开辟将来的更好些的文章，以表现其诚意。12月26日的声明，是不能满足中国人民大众的要求的。”指出蒋介石是因为保证实行六项条件才恢复自由的，“蒋氏如欲在抗日问题上徘徊，推迟其诺言的实践，则全国人民的革命浪潮势将席卷蒋氏以去。”
蒋介石收到张学良26日的“请罪书”后立即分送国民党中央和国民政府。在蒋的策划下，12月29日国民党中央召开了第31次常务委员会会议，讨论处理西安事变的有关问题。会议听取了蒋介石有关西安事变情况的简报，否定了蒋介石因为事变而提出的辞职的请求。30日，国民党中央又召开了第32次常务委员会会议，会议决定对蒋再次慰留，并给蒋一个月假期。同时，国民党中央政治委员会召开了第32次会议，决定将张学良送军事委员会依军法处理，并成立高等军法会审，内定李烈钧为审判长。当天国民政府就发表了李烈钧为审判长的任命，军事委员会又决定朱培德、鹿钟麟为审判官。真可谓紧锣密鼓，一环紧扣一环。可这时张学良却仍被蒙在鼓里，继续为维护蒋介石威信和地位而努力。
12月27日张学良写信给杨虎城说：
虎城仁兄大鉴：
京中空气甚不良，但一切进行，尚称顺利，子文兄及蒋夫人十分努力。委座为环境关系，总有许多官样文章，以转寰京中无味之风，但所允我等者，委座再三郑重告弟，必使实现，以重信义。委座在京之困难，恐有过于陕地者。吾等在陕心中仍认为蒋先生是领袖，此地恐多系口头恭维，而心存自利也。此函切请秘密，勿公开宣布，恐妨害实际政策之实行，少数不清密知可也。
此请大安
弟良顿首二十七日夜中
12月31日上午，对张学良的高等军法会审开场。经过匆匆几个小时的“审理”当天就在蒋介石的授意下，以“首谋伙党，对于上官为暴行胁迫”之罪，判处张学良有期徒刑十年，褫夺公权五年。法庭上，张学良一面据理申诉了发动西安事变的正义性，一面却又承认“我对于我们违反纪律之行动，损害领袖之尊严，我是承认的，也愿意领罪的”。
蒋介石在判处张学良的当天下午又给国民政府递交了一份要求特赦张学良的呈文。国民政府收到蒋介石的呈文后，立即交司法院进行核议，司法院当日即以“尚属可行”报复国民政府。1937年1月4日，在林森主持下，国民政府举行第22次委员会议，会议通过了给予张学良特赦的决议。
当日下午，国民政府发布命令：“张学良所处十年有期徒刑，本刑特予赦免，仍交军事委员会严加管束。此令。”张学良从此失掉了自由，一直被管束到蒋家两代当权者都死后才恢复自由。
蒋介石原以为，通过审判张学良、调集40万大军摆出对西安的夹击之势可以将杨虎城等吓住，乖乖地执行他的“陕甘军事善后办法”。不料，这两招只解决了张学良的问题，却激怒了西安方面，使他一直想隐瞒的“六项承诺”被杨虎城等在全国通电中公布天下，促使西安方面做好了军事准备。
