杨虎城1937年5月27日上午11时35分乘飞机离开西安前往上海，准备出国。可巧，他与去上海同国民党谈判的周恩来同乘一架飞机，蒋介石得知这一信息后立即给戴笠发电：
26年5月29日委员长手令
特急
上海戴科长鉴，对周杨行动须极秘密，但勿使其感觉为要。
中艳机牯印
杨虎城到上海后偕夫人谢葆真、次子拯中和秘书亢心栽、参谋樊雨农等住进新亚酒店。十七路军原参谋长韩光琦和驻南京办事处人员也到上海为杨办理出国手续，后来杨虎城偕妻儿移住到宋文家中。
杨虎城到上海后，除宋子文、杨虎、戴笠等和几位陕西同乡常来看望他外，一些相熟的高级官员来沪者多避嫌疑，不敢来看。6月初，蒋介石来电，召杨到庐山见面。6月4日，宋子文、宋美龄、杨虎城、邓宝珊由沪飞浔，转车登庐山。5日蒋介石在庐山接见杨虎城、邓宝珊，并留便餐，邵力子作陪。6日，蒋介石在庐山再次召见杨虎城、邓宝珊。在会见中，蒋介石问杨虎城：“到了国外，如果有人问到事件，你打算如何解释呢？”杨这时才明白了蒋召他上庐山的用意，他是怕世人知道西安事变的真相。杨迟疑了一下回答道：“顶好不提这事。”蒋听了连连点头：“好！好！这事今后就不要说了。”
6月16日国民政府军事委员会发布指令：派杨虎城为欧美考察军事专员。外交部随即发给护照，定29日由沪放洋，先赴美，后转欧，定期一年。杨虎城的行期确定以后，他的亲友、故旧接踵来沪，与他送行。西安学联蒲望文、李连璧、曹冠群等发动学生到终南山麓采集了许多植物制成标本，分贴在几本纪念册上，写上了许多怀念杨虎城的词句，鼓励杨在抗日爱国的道路上继续前进，并为之取名《故乡的花草》。杜斌丞来沪时，将这纪念册带给杨虎城。当杨虎城看到这寄托故乡爱国青年期望的纪念册时，他激动不已，连声说：“这份礼物太好了！”
杨虎城在上海出国之前与前来送他的一些部下、亲属做了临别谈话，讲出了他对自己的评价，对部队今后发展方向以及对儿子的希望等重要问题。
马文彦回忆道：
一天，杨和我在马宏根家小花园散步。杨说：“文彦，你是解西安围救过我的，与别人不同。我有点事曾经考虑了很久，但一直没有给人谈过，今天我想跟你谈谈，希望你能记住我说的话。”
我说：“啥事情？请说吧，我一定记住你说的每一句话。”
杨说：“第一件事是杀了恶霸李桢。这件事你不知道，我向你大概说说。”
“李桢是蒲城县的一个大恶霸，他横行乡里，欺压百姓，无恶不作。他不但和蒲城县的官吏勾结，而且和省城里的官吏勾结。我21岁的那年，为了给地方除害，我就杀了这个恶霸。清朝时代，法禁森严，杀人偿命，还牵连家属。我杀了李桢，往北跑到原家（村名，距20里），原家有个原老三，我过去认识他，是个挚友，就在他那里躲藏。原老三这时双目失明，只在家里喂养牲口，他把我藏在牲口圈内小房里，每天给我拿馍送饭，十分关照，我在原家躲藏了一个多月。离开原家，受了好多曲折之后才去吃粮当兵，从此我就走上了当兵之路，一直到现在，这是第一件事。其他三件事你都知道，今天只扼要地提一下。第二件事是：1921年陕西靖国军解体后，我孤军作战，众寡悬殊，我打着靖国军旗帜，撤往陕北，坚持孙中山先生的国民革命（即为民主主义革命）到底（邓宝珊是靖国军第四路的一员，该路接受了奉系收编。因此，这是今天没有约邓的原因）。第三件事是：坚守西安。这是为了缩短国民革命（即民主革命）和世界革命战线。这话是在西安被围时，我向李虎城讲的。1927年1月初在三原史可轩家已向你讲过。第四件事是发起去年（1936年）的双十二起义，促进了抗日，停止了内战，你参加了全知道。快要抗日了，我现在被逼迫着要出国……”说到这里，他的心情有些沉重，再没有继续说下去。我看他眼圈湿润，快要掉下泪来，便故意用别话岔开。这时，杨站了起来，大声说：“总而言之，我这一生只做了这四件事，其他不足道也！”6月26日他与十七路军的赵寿山、孔从洲长谈。孔从洲说：
6月下旬一天晚上，我去看望杨先生，见面的时候，他一把握住我的手，激动地说：“哎呀，想不到这里还能见上一面，太好了。兄弟，真对不起，临走的时候，我把家当都拆散了。分给了各个师，可没有分给你一个兵，一支枪，你不会怨我吧！”我说，没有什么。他说：“在经费方面、物资方面虽然没有给你留下什么东西，但是我给你交了个好朋友，北边的好朋友，这才是最宝贵的，比给你几个兵几支枪要有用多了。”
我心里明白，杨先生所说的“北边的好朋友”，不是别的，正是指的中国共产党和它领导的工农红军，所以我笑着说：“主任，你给我们交的这个朋友，胜过千军万马！”杨说：“对对对！”
开始赵寿山同志在座，谈话中间，于右任叫他吃饭去了，那里就丢下我。这个时候，杨先生的思绪，又回到了遥远的陕西，回到了过去的年代。那一桩桩曲折惊险的历史事件，一幕幕惊心动魄的战斗场面，一张张神情各异的人物相貌，似乎全都在他的记忆里泛起泡沫，交错迭现，使他的心情激动不已。当杨先生讲到靖国军的时候，我插了一句话：主任还记得你在靖国军时期写的一首诗吗？我记得是这样写的：“西北山高水又长，男儿岂能老故乡。黄河后浪推前浪，跳上浪头干一场！”
杨先生听了立刻答道：“不错不错，写过这样一首打油诗。它确实表达了我当时的思想情感，就是决心跟着时代的潮流前进，做时代的弄潮儿。我认为正是这种精神，才使我们十七路军能够保持到今天。”杨先生不胜感慨地说：“这次事变，我的任务只完成了一半，扣了蒋介石，使他没脸，不可能再打内战了，所谓‘停止内战’这一点，大体上做到了。剩下的一半，‘救亡抗战’，我能不能亲身参加还很难说。主要依靠你们了。我希望你们，一定要搞好内部团结。篱笆扎得紧，野狗钻不进。团结起来，才有力量。蔚如、寿山和你相处有年，你们互相都比较了解，一定要真诚合作，团结一致。舍此，就有被蒋介石肢解、消灭的危险。同时，要在抗日战场上积极作战。我们是国民党军队中首先提出抗日的部队，应该言行一致，积极同日寇作战。我们只要在战场上有好的战绩，就会得到人民的拥护和支持，我在国外也会得到安慰，蒋介石就不敢把我们怎么样。所以，你们一定要力争部队参加对日作战，共赴国难，多打胜仗，取得好的战绩。”
夜越来越深了，同他已经谈了三个来小时。以“不夜城”闻名的上海，也渐渐地沉寂下来。附近街道上偶有一辆电车辚辚驶过，远处的黄浦江面间或传来几声低沉的汽笛，打破了夜的宁静。可是杨先生的谈兴仍浓。
他喝了一口茶，点燃一支香烟，继续兴致勃勃地说：“还想和你谈谈中国共产党和咱们的关系，这也是最重要的一点。靖国军失败以后，部队到陕北，在榆林结识了魏野畴先生，我和共产党从此有了接触。我觉得他们是一些有识之士，爱国家，爱民族，有献身精神，并不像有些人宣传的那样，是些十恶不赦的歹徒。在国共合作的形势下，我们参加了大革命的行列。你知道，咱们部队从榆林南下的时候，就是那么几千人，然而声势很大，打败了北洋陆军第七师吴新田的部队，以后又坚守西安，顶住了刘镇华8个月的围困和进攻。1927年大革命失败以后，国民党一天天腐败，日益走向反动，我把国家和民族的希望，以及咱们部队的前途，寄托在中国共产党身上，所以才有了在皖北的合作。皖北暴动失败以后，在一个长时间内，我对共产党并没有失望，只是对他们当时的某些政策接受不了。所以直到部队重回陕西，只能通过汉宸、斌丞、明轩他们作些抗日救国活动，并和红四方面军达成互不侵犯的协议。九一八事变以后，国民党的卖国投降活动，一步紧似一步，而对内的法西斯统治，却越来越严酷。我几经试探，并亲自跑到石家庄见蒋介石，要求参加抗战，你们知道他怎么回答？他说：‘哼！你那点本钱，经得住几下子折腾！’还说：‘不消灭共产党，就谈不上抗日。’我对他说：‘现在是国家民族存亡的关头，应该以大局为重，摈弃前嫌，团结对外！’他听了不耐烦地说：‘别说了，别说了，这些话我早听厌了。’从此以后，我对国民党完全失望，对蒋介石再也不抱任何幻想。可是，这时和共产党的关系，由于和红四方面军破裂而发生战争，还有张汉民的牺牲，使我非常苦闷。但我深信中国不会亡国，蒋介石的反动统治绝不会长久。过去有一位朋友告诉我：中国历史上各王朝的灭亡，不外乎三个因素，即外戚、宦官、藩镇，有一于此，就可以使一个王朝覆没。如今，蒋介石已经兼而有三，虽然名义上没有宦官，但是他周围的小人比比皆是，再加上外有强敌日本，内有武装的反对党——中国共产党，他还能支撑多少时候？我非常同意那位朋友的看法。1935年，中国共产党发表了《八一宣言》，使我感到有了希望，及至毛泽东先生派汪锋带他的亲笔信来找我，要和我们建立抗日民族统一战线，我觉得共产党的政策对头了，也和我们有了合作的条件。我曾经反复想过，毛先生之所以要主动地找我们，要和我们建立抗日民族统一战线，这绝不是偶然的，他可能从我们以往与中共的历史关系考虑的。相信我们这个部队是主张抗战的。因此，又建立了这一次的合作，发动了双十二事变，扭转了十年内战的局面，得到了全国人民的喝彩。我们这个烂摊子，纵然这次摔掉了，我也毫不后悔，摔得值，摔得响！”
说到这里，杨先生激动地站起身来，走到窗前，拉开沉甸甸的窗帘，眺望繁星密布的夜色以及楼前高低明暗的灯光。“啪”的一声，杨先生拉上了窗帘，敏捷地陡转身来，依旧激动地说：“你要知道，中国军阀哪个没失败在蒋介石的手里？我自己缠不下他，你们更缠不下他，能缠下蒋介石的只有中国共产党。没有同中国共产党的合作，就不会有今天的局面。你在我们部队中历史较久，和野畴、汉宸都很熟，也和汉民共过事，对共产党有一定的认识。现在咱们部队内也还有炳南、揆要等人在，必须保持好和他们的联系。要记住：咱们部队的处境，北边是朋友（当时部队驻在渭北与红军比邻），南边（指西安）是冤家，北边是光明，南边是陷阱。到了蒋介石压迫我们，使我们的存在发生危险时，我们就断然倒向共产党，跟着共产党走。这话我跟蔚如、寿山也谈过了。兄弟！你们负有更艰苦的任务，好自为之。我相信，十七路军的前途，你们的前途，都是光明的！”
话，越谈越深；情，越谈越浓。我俩都十分激动，禁不住热泪盈眶，相对唏嘘。谁知道这次长谈，竟成了他对我的最后赠言，我和他的生离死别。至今思之仍不免黯然神伤！不过杨先生的这些指示，对尔后我们十七路军部队奋勇抗日，直到回到革命大家庭是起了重要作用的。
6月28日晚，杨虎城与长子杨拯民竟夜长谈。杨拯民回忆道：
父亲出国前夕，二十八日晚与我作了竟夕谈话。他白天告诉我，要我晚上到他屋里去等着他。晚上我就在他屋里直等到午夜过后他才回来。他歉疚地说：“一直抽不出时间和你交谈，明天我就要走了，这一去不知什么时候才能再见。今晚最后一宿，是最后的一个机会。我原打算把你带到国外去，可不幸的是，拯仁病殁了，你娘受打击太大，神经失常。如果这时再把你带走，对她又是个刺激，所以就不带你了，以后有机会再说吧。”又问：“你新娘说你在北平时经常外出，晚上回来得很晚，都交了些什么朋友？”
我只讲了在北平参加民先队组织，和同学们从事抗日活动的一些情况，而未讲自己因思想苦闷空虚，交友随便一节。当时的想法是，不要让父亲操心，自己以后交友注意就是了。
父亲叮嘱我要多关心我娘和坤妹，交友要慎重。谈到政治信仰问题，他讲“他是主张信仰自由的，但对我这个初中尚未毕业，高中尚未考取的中学生来说，谈信仰还有点早”。他说“共产主义是个很好的理想，可在中国如何实现？还需要探索”。“过去共产党一直很左，失掉了许多支持赞助他们的人，现在开始有了些转变，但还要看。主义要和中国的现实相结合，光有理想没有用”。
他认为我还年轻，只有十五岁，应该首先学习充实文化知识。他说：“我自己没有多少文化，但有一些知识，这些知识是在生活、斗争、军旅生涯、生死拼搏、社会磨砺、多次成功与失败的实际中得来的，这是经验。”他说：“世界上的知识有两种获得方式：一是在实践中通过时间磨炼得到的，这要碰许多钉子，遭很多艰难曲折，以至流血伤残，乃至牺牲，我的知识就是这样获得的，很艰苦，不容易。因为我那时受家境条件的限制，只能走这条路。你不适合走这条路，现在你也有条件，完全不需要走这条路。另一种方法就是先读书学习，充实基础知识。中学课程是起码的基础知识，要好好学习，别荒废时光，赶高中毕业，上大学时，由你自愿，愿学文、学工、军事、政治由你选择。到那时候有了鉴别能力经过实践，再谈信仰，就不会盲从了。”
杨虎城由于文化基础所限，他的思想与理论一般都是由他讲出来的。他在上海的三次谈话充分表达出了他对自己人生的回顾、理想的追求以及当时无限惆怅的心绪和对未来的思考。怀着壮志未酬志不休的豪情，杨虎城踏上了出国的旅程。
1937年6月29日，杨虎城偕夫人谢葆真，次子拯中，秘书王麟阁、亢心栽，参谋樊雨农（陕西警备第三旅团长），一行共六人，搭乘美轮“胡佛总统号”，由沪出国考察。当天到码头送行的人很多，约有千人之众。杨虎城身着白色西服，登上轮船。在一阵阵的汽笛长鸣声中，轮船渐渐驶离了码头，杨虎城站在甲板护栏旁，不断向送行的人群挥手告别。看着越来越远的码头和船尾不断泛起的浪花，离别的酸楚和不能留下抗日的愤懑油然而生，他不愿回仓休息，久久地在甲板上踱来踱去。
