周恩來在廬山和延安之間穿梭。帶著廬山的霧氣，他在6月18日回到延安，和毛澤東商討蔣介石提出的成立「國民革命同盟會」的問題。
剛剛有了眉目，蔣介石於6月26日又給周恩來發來電報，邀他再上廬山。於是，周恩來帶著在延安起草的新文件，和博占、林伯渠一起，於7月4日到達西安。
就在周恩來一行到達上海的那一天，形勢急轉直下。
那一天——1937年7月7日，成為中國現代史上劃時代的一天。所謂「八年抗戰」，就是從這一天算起。
這天夜裡10時，位於北平西南十五公里處、宛平縣境內的盧溝橋，一片緊張氣氛，正在那裡進行軍事演習的日軍，聲稱有一名士兵失蹤，需進入城內搜索。國民黨軍隊理所當然地拒絕這一要求。8日凌晨4時，盧溝橋畔響起了激烈的槍炮聲，日軍發動了大規模的進攻，當地國民黨駐軍二十幾軍吉星文團長率部奮起抵抗，史稱「盧溝橋事變」。
7月8日晨，北平市市長秦德純急電廬山，向蔣介石報告「盧溝橋事變」。
這一回，蔣介石的態度比六年前「九一八事變」時要好得多了。他在當天，致電國民黨二十九軍軍長宋哲元，明確地指出：「宛平應同守勿遐，並須哞體動員，以備事態擴大。」
這與「九一八事變」時蔣介石發給張學良的「我方應不予抵抗」的《銑電》，迥然不同。
毛澤東也迅速作出了反應。延安發出了《中國共產黨為日軍進攻盧溝橋通電》：
全中國的同胞們！平津危急！華北危急！中華民族危急！只有全民族實行抗戰，才是我們的出路！我們要求立刻給進攻的日軍以堅決的反攻，並立刻準備應付新的大事變。
全國上下應該立刻放棄任何與日寇和平苟安的希望與估計。
就態度而言，毛澤東比蔣介石更堅決；就影響而言，蔣介石比毛澤東更大——因為國民黨的軍權在蔣介石手中，而國民黨軍隊在當時比紅軍要強得多、大得多。
也就在這一天，毛澤東致電蔣介石，全文如下：
廬山蔣委員長鈞鑒：
日寇進攻盧溝橋，實施其武裝攫取華北之既定步驟，聞訊之下，悲憤莫名！平津為華北重鎮，萬不容再有疏失。敬懇嚴令二十九軍，奮勇抵抗，並本三中全會禦侮抗戰之旨，實行全國總動員，保衛平津，保衛華北，收復失地。紅軍將士，鹹願在委員長領導之下，為國效命，與敵周旋，以達保土衛國之目的，迫切陳詞，不勝屏營待命。
毛澤東、朱德、彭德懷、賀龍、林彪、劉伯承、徐向前叩翌日，彭德懷等「率人民抗日紅軍全體指揮員戰鬥員」又發表致蔣介石通電，表示：「紅軍願即改名為國民革命軍，並請授命為抗日前驅，與日寇決一死戰。」
這份電報公開表明，為了抗日，紅軍的紅帽子要換成「國民黨帽子」了。
大敵當前，同共同仇，盧溝橋的槍聲，促使了蔣介石和毛澤東迅速接近——儘管他們之間還有著這樣那樣的分歧。
日本內閣會議則在7月11日發表就「盧溝橋事變」作出的決定：
這次事件，完全是中國方面有計劃的武裝抗日，已無懷疑的餘地。我們認為，不但必須最迅速地恢復華北的治安，並且有必要使中國對非法行為，特別是排日、侮日行為，表示道歉……
日本內閣的顛倒黑白的決定，在中國激起了公憤。
8月13日，周恩來、博古、林伯渠來到了國民政府的「夏都」——廬山。
這時，廬山上大員、名流雲集，其中許多人胸前都別著圓形白底藍色「五老峰」徽章。這特殊的徽章，是特殊會議的特殊通行證。這特殊的會議名日「廬山談話會」。出席會議的有國民黨中央要員、國民政府高級官員、各界名流，共二百三十一人。談話會在廬山牯嶺市街附近的牯嶺圖書館大禮堂裡舉行，會議由蔣介石、汪精衛主持。
雖說周恩來上了山，如他所言：「廬山談話會的時候，共產黨沒有份。我同林伯渠、博古同志三個人不露面，是秘密的。」
周恩來還說，這個談話會「不是大家坐下來開圓桌會議，一道商量，而是以國民黨做主人，請大家談話一番」。
戰火正在山下燃燒，抗日成了廬山談話會的中心議題。就連國民黨內的親日派頭目汪精衛，此時在談話會上也大談抗日：
自「九一八」以來，精誠團結，共赴國難，成為全國一致的口號……最近盧溝橋事件突發，危急情況更加嚴重，根本方法仍是精誠團結，將全國的心力物力融成一片。
在宴會上，汪精衛還發表了一通十分動聽的祝酒詞，我們現在耳朵裡聽著盧構橋的炮聲，眼睛裡見著前線戰士的拚命與戰地人民的受苦，實在沒有可以開顏相向的理由，但是想起在環境艱苦中，培養元氣，生機不斷，精神不死，實在可使我們感激奮發。謹此理由，滿舉一杯，祝各位先生健康。
蔣介石呢？7月17日，他在廬山談話會上發表了著名的演說。下面的這一段話，在當時幾乎是家喻戶曉的：
如戰端一開，那就地無分南北，人無分老幼，無論何人皆有守土抗戰之責任，皆應抱定犧牲一切之決心。
這段蔣介石語錄，當時寫遍中國的大街小巷。這是蔣介石對於抗日的最明確的表態。
也就在這次演說中，蔣介石自己思想轉變的過程，倒十分真實：
我們要應付國難，首先要承認自己國家的地位。我們是弱國，對自己國家的力量要有忠實的估計。國家為進行建設，絕對需要和平，過去數年中不惜委曲忍痛，對外保持和平，即是此理……如果臨到最後關頭，便只有拼全民族的生命，以求國家的生存，那時節再不容許我們中途妥協。
蔣介石這段話，說了自己為什麼「過去數年中不惜委曲求全」，即採取「不抵抗主義」的原因。
蔣介石的另一段話，說出了這次採取抗日態度的原因：
我們的東四省失陷，已有六年之久，繼之以塘沽協定。現在衝突地點，已到了北平門口的盧溝橋。如盧溝橋可以受人壓迫強佔，我們五百年故都北平，就要變成瀋陽第二。今日的北平如果變成昔日的瀋陽，今日的冀察也將成昔日的東四省。北平若變成了瀋陽，南京又何嘗不可變成北平。所以，盧溝橋事變的推演，是關係中國國家的整個問題。此事能否結束，就是最後關頭的境界。
蔣介石這番演講，極為重要，表明他抗日的決心。
照理，這一回廬山國共談判應該順利，但事實上卻出乎意料地變得異常艱難。
談判在蔣介石、邵力子、張沖和周恩來、博古、林伯渠之間進行。周恩來帶著由他起草的《中共中央為公佈國共合作宣言》上山，蔣介石改了兩句，卻又扔在一邊。蔣介石在許多問題上「加價」，弄得周恩來頗為為難。
其中最明顯的是關於紅軍改編後的指揮權問題。
上一回，蔣介石提出紅軍改編之後，由「政訓處」指揮。
周恩來當即表示疑惑不解，問道：「委員長，政訓處如何能指揮部隊？」
蔣介石傲然道：「我是革命領袖，我要他們指揮，他們就能指揮。」
這一回，蔣介石又改口說：「政治機關只管聯絡，無權指揮。可以周恩來為主任，毛澤東為副主任。」
顯而易見，蔣介石故意提出的「周正毛副」，是中共所無法接受的。
周恩來無奈，在山上給蔣介石寫了一信：
此與來（註：周恩來自稱）上次在廬所面聆及歸陝向黨中諸同志所面告者出入甚大，不僅事難做通，且使來一再失信於黨中同志，恐可是礙此後各事之進行。
蔣介石依然我行我素，不把中共放在眼裡。
那些日子，毛澤東正在延安抗日軍政大學，講授《實踐論》、《矛盾論》。接到周恩來發自廬山的電報，毛澤東對蔣介石的反覆無常，怒氣沖沖。他決心對蔣介石採取強硬態度。
7月20日，署名「洛、毛」的電報，從延安發給廬山上的周恩來：
周轉林：
甲，日軍進攻之形勢已成，抗戰有實現之可能。
乙，我們決心採取蔣不讓步不再與談之方針。
丙，請你們回來面商之。
此處的林，指林伯渠。
接到毛澤東、張聞天的電報，周恩來、博古、林伯渠隨即下山，飛往上海了。
周恩來等在上海會晤了宋慶齡，向她通報了國共談判的情況。7月27日，周恩來等飛抵西安。