如此出尔反尔，变幻莫测，尽在周恩来的意料之中。他有针对性地回答说：所提成立国民革命同盟会组织，事关重大，必须请示中共中央后，才能做出决定；红军改编后不应设立政治训练处，而应设总司令部或总指挥部；边区政府的人事安排也是很不合理的。周恩来还同宋子文、宋美龄等会谈，陈述红军改编后，3个师以上的统帅机关应以军事名义，而不能以“政训处”代替。对于这些带有根本性的原则问题，周恩来与蒋介石争执很激烈，分歧很大，虽经宋子文、宋美龄、张冲等往返磋商，蒋介石仍然固执己见，谈判自然难以进行。

不久，周恩来返回延安，中共中央听取了谈判情况的汇报，研究了蒋介石的意见，但仍然准备顾全抗日大局，做出妥协和让步。中央书记处决定由周恩来负责起草谈判新方案。这个新方案考虑到蒋介石的意见，“原则上同意组织国民革命同盟会，但要求先确定共同纲领，以便奠定同盟会及两党合作之政治基础”。“同盟会组织原则，在共同承认纲领的基础上，可同意国共两方面各推出同数干部组织最高会议。另以蒋为主席，承认其依据纲领有最后决定之权”。由于蒋介石提出中共应先发表宣言，所以，中共准备7月中旬发表宣言，“在宣言发表后，如蒋同意设立总的军事指挥部，红军即待其名义发表后改编，否则即于8月1日自行宣布改编，采用国民革命军暂编军、师名义，编3个正规师，共4.5万人”。陕甘宁边区于7月实行民主选举，在张继、宋子文、于右任3人中，选举一人任边区行政长官，共产党方面由林伯渠任副长官。

国共谈判中，最棘手的问题是改编后的红军指挥部。蒋介石设想，红军改编后，国民政府将派去所谓政训处，以取代军事指挥部，并将毛泽东、朱德派出国外考察，让改编后的红军失去核心，这样，就使他所精心设计的改编真正成为收编。6月22日，周恩来致电蒋介石，专门谈及军事指挥机关的问题，表示中共可以再次让步，改编后的红军可以政治机关名义指挥，但是，朱德应为这个机关的主任。时下，朱德不能离去，红军倘若改编，将有许多工作要做。同时，他告诉顾祝同、张冲：“朱德的去留影响极大，请向蒋进言，朱不离军队。”

这时，蒋介石决定召开庐山谈话会，邀请社会各界名流共商国是。6月26日，南京方面来电催周恩来再上庐山，继续谈判。几日后，南京方面又给延安来电，算是给周恩来致蒋介石电的回复：红军改编后只能设政训处。中共中央为第四次谈判做了认真的准备，让周恩来负责起草国共《两党关系调整方案》，这个方案提出：国民革命同盟会可负责调整两党关系，决定两党共同行动事项，但不能干涉两党内部事务，两党均须遵守共同纲领，但两党又均保留各自的组织独立性及政治批评和讨论的自由权。7月4日，周恩来和博古、林伯渠到西安。7日，他们飞抵上海，也就在这天，震惊中外的卢沟桥事变发生。13日，他们到达庐山，立即将《中共中央为公布国共合作宣言》交予蒋介石，表明重开谈判的诚意和务实的态度。