当天晚上，周恩来把博古和林伯渠叫到一块，商量应对之策。他说：老蒋这是有意避见我们。这样吧，我们立刻把这里的情况以及我们的建议向中央报告，我再给老蒋写封信，表明我们的态度。
会议结束时，已过子夜时分，进入7月15日，庐山万籁俱静，只有昆虫在墙角旮旯里撒着欢叫。
周恩来用冷水洗了把脸，铺开信笺，略一思索，笔下行云流水：“现在华北炮火正浓，国内问题更应迅速解决，其最急者为苏区改制与红军改编之具体实施。”“乃昨据张君转告，部队在改编后各师须直隶行营，政治机关只管联络。此与来上次在庐所面聆及归陕向党中同志所面告者出入甚大，不仅事难做通，且使来一再失信于党中同志，恐碍此后各事之进行。”
7月15日下午，蒋介石从张冲手里接过周恩来的信，展开看了一遍后，哼了一声，未置一词。
7月16日，蒋介石在庐山召集全国各党派及无党派人士座谈会，各省省长、各军总指挥及大学校长、名流学者等158人出席，周恩来等中共代表却未受邀请，被排除在谈话会之外。
周恩来对此十分愤慨。1945年4月30日，他在中共七大的发言中讲到抗日民族统一战线时，曾回忆这次谈话会：不是大家坐下来开圆桌会谈，一道商量，而是以国民党作主人，请大家谈话一番。……庐山谈话会的时候，共产党没有份。我同林伯渠、博古同志3个人不露面，是秘密的。
蒋介石为什么可以广泛邀请社会各界名流共商国是，却唯独把共产党晾在一边？因为那些社会各界名流已臣服于他，不会给他带来威胁，而他把共产党视作他政权的最大威胁者，所以极力将共产党边缘化，极力消除共产党的影响力。
7月17日，在庐山第二次谈话会上，面对着社会各界人士，一身戎装的蒋介石，笔挺地站在麦克风前，发表了一番大义凛然的演说：
如果临到最后关头，便只有拼全民族的生命，以求国家生存，那时节再不允许我们中途妥协，须知中途妥协的条件，便是整个投降、整个灭亡的条件。全国国民最要认清，所谓最后关头的意义，最后关头一至，我们只有牺牲到底，抗战到底，“唯有牺牲到底”的决心，才能博得最后的胜利。若是彷徨不定，妄想苟安，便会陷民族于万劫不复之地！
人为刀俎，我为鱼肉！我们已快要临到这个人世悲惨之境地。这在世界上稍有人格的民族，都无法忍受的。……现在冲突地点已到了北平门口的卢沟桥。如果卢沟桥可以受人压迫强占，那么我们百年故都，北方政治文化的中心与军事重镇的北平，就要变成沈阳第二！今日的北平，若果变成昔日的沈阳，今日的冀察，亦将成为昔日的东四省。北平若可变成沈阳，南京又何尝不会变成北平！所以卢沟桥事变的推演，是关系中国国家整个的问题，此事能否结束，就是最后关头的境界。
万一真到了无可避免的最后关头，我们当然只有牺牲，只有抗战！……如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人！那时便只有拚全民族的生命，求我们最后的胜利。
台下的人，个个群情激愤，有的热泪滚滚。此时，距东北失陷已有6年时间，亡国奴的屈辱深深刺痛了国人之心。
在演说中，蒋介石既表示出准备抗战的决心，也表示和平解决卢沟桥事件的希望：“在和平根本绝望之前一秒钟，我们还是希望和平的，希望由和平的外交方法，求得卢事的解决。”“我们希望和平，而不求苟安；准备应战，而决不求战。”
不过，他最后强调：如果战端一开，那就是地无分南北，年无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责任，皆应抱定牺牲一切之决心。
卢沟桥事变后，蒋介石和国民政府提出“不屈服、不扩大”和“不求战，必抗战”的方针。庐山讲话的精神仍是此意。郝柏村在解读蒋介石日记时说：
蒋公今日决定发表谈话，盖判断日寇使用不战而屈之惯伎，已暴露无遗，我须以战而不屈之决心待之，或可制彼凶暴，消弭战祸，但表不惜全面抗战决心之时机已至，使日寇知我最后立场，或可压制日本野心。……当时汪精卫亦在庐山，表示慷慨激昂号召抗日，故7月17日为抗战史上重要的一天。
蒋介石发表演说的第二天，郁德义从收音机听到他浓重的奉化口音。虽然听得有些吃力，但郁德义不敢漏掉一个字。听完之后，他既激动又担心，激动的是，蒋委员长终于下决心抗日了，东四省收复有望；担心的是，万一同日本人打起来，战火会不会烧到枣庄呢？他把店铺里里外外看了一遍，虽然算不上很值钱，毕竟是养家糊口的全部家当。
枣庄距东四省远着呢，应该不会有事的。郁德义这样自我安慰一番后，心里宽松许多。他最盼望的是，蒋委员长指挥棒一挥，中国军队立刻开赴前线，很快把日本鬼子赶出中国去。
【峰回路转】
就在蒋介石慷慨陈辞时，周恩来收到洛甫、毛泽东来电：为大局计，可承认平时指挥人事等之政治处制度，请要求设立正副主任，朱正彭副。但战时不能不设指挥部，以资统帅。
周恩来把电报递给林、博二人。博古看过后，摇了摇头：就怕老蒋不答应。
周恩来说：我们尽力争取吧。
根据中央指示精神，他们拟定了12条意见，通过宋美龄转交给蒋介石。
这天下午，蒋介石终于在美庐与周恩来等见面。国民党谈判代表邵力子、张冲也在场。
周恩来握着蒋介石的手，由衷说道：委员长上午的演说慷慨激昂，道出了全国民众共同抗战的意愿，中共中央非常赞同，愿意团结在委员长领导的抗日大旗之下，赴汤蹈火，冲锋陷阵！
蒋介石脸上泛着光：好，好，从社会各界的反响来看，我上午的讲话，效果还是蛮不错的。我这个讲话，一是向全国发一个动员令，二是向日本政府发一个信号，希望他们悬崖勒马，不要扩大战事。我还是希望能通过和平手段解决争端，中国国力衰弱，一旦战事扩大，会祸及民众，造成生灵涂炭哪。
周恩来道：就怕日本政府不领这个情，恃强凌弱，得陇望蜀，觊觎整个中国啊。
一句话触到蒋介石的痛处。他默默地坐下，靠在椅背上，闭着眼睛，沉默了好一会，缓缓开口：如果这样，中国就没有退路可言，只有玉石俱焚了！
这时，周恩来吃惊地发现，说完这句悲怆之语，两滴清泪竟涌出蒋介石的眼眶，顺着瘦削的面庞滚了下来。
周恩来忽然意识到，眼前这个不苟言笑、外表威严、性格坚强的人，内心正承受着巨大的压力。原来，他也是一个有血有肉有心肠的人，只是他把自己包裹得严严实实，变成一副铁石心肠。
周恩来朝张冲一示意，张冲赶紧掏出自己的手绢，轻轻塞到蒋介石手心里。
蒋介石拭了拭眼睛，将手绢递给张冲。只一眨那间，他便恢复常态，口气又变得坚硬起来：恩来哪，你们的宣言我看了，贵党愿意取消苏维埃政府，取消红军名义及番号，改编为国民革命军，受国民政府军事委员会统辖，这很好，说明你们对合作是有诚意的。看来，国共两党合作的大障碍已没有了。
周恩来朝他微微一笑，静静地听他下文。
既然你们愿意接受国民政府军事委员会统辖，他朝张冲看了一眼，国民政府和军事委员会已经研究决定——
张冲摊开公文夹，操着温州口音照本宣科起来。周恩来端起茶杯，一边轻轻地品着茶，一边仔细倾听张冲的话，不放过任何一个字。听着听着，他拧起了眉头。
依照这份决定，红军将被改编成3个师、12个团的编制，共计4.5万人，不设独立指挥机关，归属西北行营管辖。师、团二级设政训处，直接指挥军队，由国民党方面派人担任政训处主任，共产党方面派人担任副主任。另由国民党方面委派人担任3个师的参谋长，具体负责军事行动。
在张冲宣读决定时，蒋介石微闭着眼睛，并不看周恩来的反应。显然，他对周恩来的反应是心中有数的。他也十分清楚，如果红军改编后一切听命于西北行营，要不了多久，共产党就两手空空了。这正是他所希望的，但共产党不是傻瓜。
张冲宣读完后，周恩来放下茶杯，以不容置疑的口气说：我们对编制和人数没有意见。但是，要我们放弃对红军改编后的独立指挥权，这是我党所不能接受的。换成委员长，您会同意吗？关于这一点，我已反复向委员长申明过，这是我党的底线，恳请委员长体谅。
蒋介石知道奈何不了周恩来，心里也许已经放弃这个非分之想，可又不想轻易松口。他故作轻松，指了指邵力子和张冲：这些细枝末叶的事，留着你们继续商谈吧，只要贵党能与国民政府同心协力，共赴国难，不要借机与政府争抢地盘，我们可以正式承认陕甘宁边区，一切等赶走日本人再说。
说罢，他站起来，微笑着向周恩来伸出手。
第二天，周、林、博与邵、张等人，就两党合作的一些具体事项详细沟通。邵力子和张冲都是开明人士，双方商谈得十分融洽。周恩来提出，希望在国统区办一份公开发行的机关报和刊物。邵力子是国民党中宣部长，这些事是他权力范围内的事，他痛快答应。