正由于一年多来张、杨、阎之间的频繁交往，并由此而在停战抗日问题上达成了共识，而阎锡山又近在山西，因此，西安事变发生后，张学良、杨虎城在一方面以其抗日救国“八项主张”通电全国；一方面分别致电各地方实力派“共商抗日救国大计”的同时，张学良还以个人名义另致阎锡山一电，希望得到理解和支持。然而，事发突然，阎锡山事先没有得到任何具体的消息，这不能不令他大为吃惊，也大感以外。于是连夜召集紧急军事会议，探讨事变真相及其对策。会上，阎锡山表示了对张学良此举的不满，他说：“小六子（指张学良的乳名——引者著）太蛮干了，事先没有商量好，就闹出事来。我们现在不比过去，已元气大伤”（郭汾阳：《阎锡山在西安事变中的活动》，《山西文史资料》第49辑，第3页）。并于第二天即12月14日复电张、杨，云“两兄靖机电及汉兄元来电均诵悉，环读再三，惊痛无似，弟有四个问题，质诸兄等：第一，兄等将何以善其后？第二，兄等此举，增加抗战力量乎？减少抗战力量乎？第三，移内战为对外战争乎？抑移对外战争为内战乎？第四，兄等能保不演成国内之极端残杀乎？前在洛阳时，汉卿兄曾涕泣而道，以为介公有救国之决心，今兄等是否更以救国之热心，成危国之行为乎？记曾劝汉卿兄云，今日国家危险极矣，不洽之争论，结果与国家不利，当徐图商洽。不洽之争论，尚且不利国家，今兄等行此断然之行为，增加国人之忧虑，弟为国家，为兄等，动无限之悲痛，请兄等亮察，善自图之”（《阎锡山年谱》（五），第1973—1974页）。12月15日，张、杨二人回电阎锡山，在表示对绥远抗战“佩仰”的同时，解释了“请蒋暂留”的目的，“只为贯彻抗日救国主张，既非内争，亦不赤化”（《孔庸之先生演讲集》下册，第696、697页），继而于17日以李金洲为代表赴并见阎，面陈详情。

对于阎锡山12月14日回复张、杨的“寒电”，有论者曾认为这是阎锡山出尔反尔，背叛了张、杨，说轻点，至少是“不负责任”。其实，从西安事变后中国政局出现的动荡，以及阎锡山为解决事变所进行的一些工作上来看，这种指责是不当的。蒋介石被扣后，国民党统治集团内部因不同的利益关系，就迅速分化，出现了旗鼓相当的两派势力，一派是亲日的以何应钦为首的主战派，要调集重兵，讨伐叛逆张、杨，甚至要出动飞机，轰炸西安；一派是亲英美的以孔祥熙和宋子文、宋美龄为首的主和派，想以和平手段解救蒋介石，并和平解决这一事变。两派出于各自不同的目的和愿望，在战与和的问题上争执不下。如果矛盾激化，一但动武，那么，将会酿成一场大规模内战，演成国内之极端残杀，也会减少抗战力量，给日帝以可乘之机，民族危亡将进一步加剧。因此，阎锡山向张、杨提出的第二、三、四个问题，并非没有一定的道理。而这也恰恰是阎锡山立足于民族危亡的这一严峻现实，从大局从长远进行深思的结果。同时阎锡山虽然对张、杨的“行此断然之行为”表示了责备，但他并未因此而袖手旁观，对此等大事漠然视之，而是以忧虑的心情，密切关注着事态的发展变化，并且以其声望和地位，为争取事变的妥善解决，而积极与各方磋商斡旋。就在12月14日回复张、杨的同时，他还致电行政院长孙科，云：“元电诵悉，西安事变，关系国家存亡，介公安危至巨，鄙见以为处理允应适宜”，并将致张、杨之“寒电”抄送转达。