8月下旬，阎锡山邀请山西籍的中共党员薄一波回山西，共商保卫山东的晋的大业。
10月，中共派出由薄任书记和杨献珍、董天知、韩钧、周仲英共同组成的中共山西工作委员会，进行公开合法的抗日统一战线工作。
阎锡山任命薄一波以国民党太原绥靖公署主任办公室秘书的名义担任“山西牺牲救国同盟会”的工作。
薄一波等人本着“站稳脚跟、抓住实权”的方针，重组了牺盟会领导机构，有原则地使用阎锡山提出的或他能够接受的进步口号和工作方式，大刀阔斧地发展组织，积极开展抗日救亡工作，并组织了一支具有战斗力的抗日武装——山西新军(又称“抗日敢死队”)。
为早日实现华北联合抗战的局面，1936年10月下旬，中共中央再次提出了“促成北方统一战线”的任务，加快了对争取阎锡山工作的步伐。
11月12日，中共中央代表彭雪枫秘密到达太原，开始了同阎锡山的正式谈判。双方在共同抗日的大原则下达成协议，决定互设通信站，建立电台联系。至此，共产党与阎锡山的合作关系正式确立。
红军到达陕北后，为解除国民党军队对陕北根据地的威胁，实现西北地区“三位一体”的抗日局面，对张学良、杨虎城及其领导的东北军、西北军做了大量的争取工作。
瓦窑堡会议后，中央决定成立以周恩来为书记、叶剑英为副书记的东北军工作委员会。
1936年1月25日，毛泽东、周恩来、彭德怀联名发表《红军为愿意同东北军联合抗日致东北军将士书》，揭露了蒋中正不抵抗政策和压制非嫡系的东北军的阴谋，表示愿意与东北军联合起来，组成国防政府和抗日联军，共同抗日，提议双方互派代表共同协商抗日的具体办法。
被红军俘虏的东北军团长高福源，在共产党政策的感召下，主动回到东北军劝说张学良同红军联合抗日。张学良表示同意与红军方面的代表正式商谈。
之后，中共中央派联络局长李克农赴洛川与张学良及其军长王以哲谈判，双方就联合抗日的问题达成口头协议。
4月9日，应张学良的要求，周恩来代表中共中央来到西安，与张学良进行了会谈。双方对国内形势和争取蒋中正参加抗日的可能性等问题交换了意见。对停止内战、组织国防政府和抗日联军的具体办法进行了讨论，初步订立了互不侵犯、互相帮助、互派代表、经济通商等协议。
在对待蒋中正的问题上，张学良认为蒋尚有民族情绪，有参加抗日的可能性。表示如果蒋中正确要降日，他一定弃蒋决裂，但如果他在里面劝，共产党在外面逼，有可能促使蒋中正改变错误政策，走上抗日的道路。
共产党方面慎重地考虑了张学良的意见后，根据形势的发展变化，决定把“反蒋抗日”的方针改为“逼蒋抗日”。这一重大策略的转变，不仅团结了以张学良为首的东北军的广大官兵，而且得到社会各界和其他国民党地方实力派的广泛支持。
6月20日，中共中央发出《关于东北军工作的指导原则》的指示，对争取东北军的工作方针、工作方法等作了明确指示，强调对东北军的统战工作应该上层和下层同时并进。
根据这一指示，红军部队和地方党政机关，都专门设立了争取东北军的工作机构。
党中央派出叶剑英为首的军事代表团常驻西安，在东北军、西北军中开展抗日宣传和干部训练，为两军的团结合作打下了基础。
9月，中共中央与东北军正式签订了《抗日救国协定》，双方正式结束敌对状态，共同结成反日联盟。
在大力争取张学良及其东北军的同时，中国共产党积极开展了对杨虎城及其西北军的争取工作。
杨虎城在大革命时期曾一度与共产党合作，他长期任用一批共产党员和进步人士，如南汉宸、杜斌丞等共产党人被委任要职。1935年秋，中共北方局通过南汉宸向杨虎城转达了中共中央《八一宣言》和愿与西北军联合抗日的六条意见，杨虎城表示基本同意。
同年12月，中央派原陕西省委负责人汪锋，带去毛泽东给杨虎城的亲笔信，向他阐明当前抗日的形势，提出了以西北大联合推动全国联合抗战的主张。
杨虎城消除了疑虑，决心走联共抗日的道路。经初步协商，双方达成了四项协定，两军各守原防，互不侵犯；双方互派代表，加强联系，设立秘密交通站、运输站，掩护红军运输和人员往来；为联合抗日做准备工作。
1936年春，共产国际派王炳南到西北军工作，进一步密切了共产党同杨虎城的合作。
共产党与东北军、西北军合作关系的确立，促成了西北地区局部抗日局面的形成，这对全国范围的抗日民族统一战线的建立起了重要的促进作用。
毛泽东派代表与清涧地区的国民党军第八十四师师长高桂滋谈判合作抗日，达成了互不相犯、互相接济所需物质、互相建立机密通讯联络等协议。
这天，高桂滋还分别致信国民党山东省政府主席韩复榘、天津市长张自忠、察哈尔省政府主席刘汝明，呼吁组成抗日联合战线，并告一派同志前去拜谒。
毛泽东还给学界领袖蔡元培写信，附上共产党致国民党书，信中希望蔡先生持抗日救国大义。
毛泽东同朱德、周恩来等19位红军将领代表红军给蒋中正写信，批评蒋中正“集全力于自相残杀之内战”的错误，希望蒋当机立断，化敌为友，共同抗日。
西安事变发生后，毛泽东和中共中央主张和平解决，并委派周恩来到西安，向张学良分析了西安事变如何处理可能有两种截然不同的前途。
毛泽东在抗日战争爆发前三个月，即一九三七年四月五日写了一篇慷慨激昂、气壮山河、堪称抗日宣言的《祭黄帝陵》，全文如下：
“赫赫始祖，吾华肇造；胄衍祀绵，岳峨河浩。聪明睿知，光被遐荒；建此伟业，雄立东方。世变沧桑，中更蹉跌；越数千年，强邻蔑德。琉台不守，三韩为墟；辽海燕冀、汉奸何多！以地事敌，敌欲岂足；人执答绳，我为奴辱。
懿维我祖，命世之英；涿鹿奋战，区宇以宁。岂其苗裔，不武如斯；泱泱大国，让其沦胥。东等不才，剑履俱奋；万里崎岖，为国效命。频年苦斗，备历险夷；匈奴未灭，何以家为。各党各界，团结坚固；不论军民，不分贫富。
民族阵线，救国良方；四万万众，坚决抵抗。民主共和，改革内政；亿兆一心，战则必胜。还我河山，卫我国权；此物此志，永矢勿谖。经武整军，昭告列祖；实鉴临之，皇天后土。”
1937年7月17日，蒋中正在庐山发表《对芦沟桥事件之严正声明》的谈话，承认中国共产党的合法地位。
1937年9月国民党中央通讯社发表《中国共产党为公布国共合作宣言》和蒋中正发表谈话承认共产党合法地位。标志着抗日民族统一战线正式建立。1937年工农红军改编为八路军、新四军，抗日民族统一战线正式形成。
