刘潇立刻让张田川在高桂慈公馆附近重新制定狙击营救计划，并立刻部署。同时坚决否定了军统局西安站站长提出的：转移途中进行营救的计划。

12月18日，刘潇再次同张、杨二人见面，问到两人解决事变的方案。由于蒋介石的坚决反对，二人目前已经慌了阵脚。

于是刘潇提出让共产党参加进来的建议。张、杨二人皆表示同意，并由张学良电邀中共代表前来西安当面商谈。

19日晚，宋美龄电告刘潇，宋子文明日到西安，同时要求刘潇一定要保护好蒋介石。

12月20日，刘潇去机场接宋子文，随后送其前往高桂慈公馆面见蒋介石。

12月22日，宋美龄和宋子文来到西安，事前刘潇已经把西安的实际情况，特别是东北军和西北军中下级军官开始失去耐心，准备杀蒋的情况告诉宋美龄。同时也把自己对高桂慈公馆的进攻计划告诉了宋美龄。

由于共产党对西安事变的及时介入，事变很快转别成国共谈判，最后蒋介石在宋美龄的劝说和各方压力下口头同意了部分条件。

12月25日，刘潇假装去咸阳机场看望飞行员，在蒋介石离开西安的飞机刚升上天，刘潇的四架战斗机就赶到，并立刻进行护航飞行，一直将蒋介石护送至洛阳方才返回。

刚脱离危险的蒋介石突然看到有全副武装的战斗机逼近自己的座机，当时就吓得瘫坐在座位上。由于宋美龄事先知道此事，蒋介石才没有再出洋相。

事后通过宋美龄、宋子文和戴笠，蒋介石知道了在整个事变中刘潇前后的动作，对刘潇的各项安排心存感激，更加信任自己这个“小舅子”了。

由于蒋介石扣押了送自己回南京的张学良，东北军内部发生混乱。

1937年2月2日，东北军内元老级稳健派首脑王以哲，被东北军种的少壮派兵变杀死。至此，东北军内部完全分裂。

刘潇收留了东北军中大部分被驱逐出来的少壮派军官和一万多名脱离出来的士兵，将士兵安排在准格尔旗的纳林。

这些东北军的士兵由刘潇出资，原红四方面军在榆林步兵学校学习的红军军官负责指挥，先期进行军营的建造，之后由17路军政治教导处部分人员进驻进行思想教育，并进行体能训练，待士兵们思想完全稳定下来后再装备武器。

收留的所有东北军军官在榆林步兵学校学习，学期五个月，以思想教育为主，步兵战术学习为辅，结束后再行分配。

对于脱离西北军的三千多名官兵，刘潇命令部队不加阻拦，让他们顺利投奔了陕北红军。

在蒋介石对陕西的东北军和西北军的处置问题上，刘潇给蒋介石提出的要求就一个，自愿原则。只要中央军不使用武力解决的方式，刘潇保证不干涉。但中央军不能侵犯到刘潇在陕西的所有既得利益，凡有刘潇企业的地方，中央军不得进驻。

为了保证最后一条的同意和遵守。1937年1月6日，刘潇专程秘密的去南京见宋子文和宋美龄，就中央军一旦进驻陕西，刘潇及宋家的利益将受到压制和盘剥等问题，进行了深入的讨论并形成的一致意见。该意见后来也得到陈诚的支持。

事后，刘潇未经蒋介石同意，私自前来南京一事被戴笠捅到蒋介石哪去，蒋介石来电对刘潇大加训斥。

被蒋介石大家训斥了一番的刘潇那里是愿意吃亏的人，立刻命令汪友成把戴笠在22军、23军、陕西保安总队中的80多人集中起来，悄悄送出陕西移交给戴笠，算是给了戴笠一个警告。

由于有宋家姐弟的周旋，顾祝同进逼西安瓦解东北军和西北军的时候，刘潇部队没有采取任何行动，顾祝同也未进入刘潇的势力范围。

至此，刘潇在西安事变中没有收到各方怀疑和指责，反而得到一万的东北军官兵。

东北军和西北军的问题在三月下旬基本解决完毕。

为了准备即将到来的抗日战争，3月中旬刘潇命令：

陕西、甘肃、绥远的所有在建厂矿必须在保证质量的前提下加快进度；所有企业加快熟练工人的培训；咸阳飞机制造厂加快运输机和远程轰炸机的研制，同时扩建工厂；新西兰奥本造船厂在完成研究和剖析潜艇制造技术后，立即开始研制1800吨远洋潜艇。

刘潇还派信使送去潜艇潜航时，利用船上柴油发动机进行充电的通气管设计构想图。同时提出使用液体或粉末的潜艇动力蓄电池复原活化剂的理念。

陕西空军司令部和陕西省公路局组织施工力量，在准格尔旗、神木、吕梁、韩城、商南修建大型军用机场。另根据空军要求，修建不少于十五个野战机场，所有工程必须在1937年9月完工。

通知所有出国留学的飞行和地勤人员，务必于1937年5月15日返回陕西，向陕西空军司令部报道。

要求榆林兵工厂和榆林机床厂联系，尽快在商南建设一座弹药生产厂，生产部队现有火炮用弹和毛瑟枪弹。

报请蒋委员长并经其同意，由财政部出资在商洛建一座大型兵工厂，生产德式武器和弹药。为此，刘潇甚至同意给宋子文姐弟两增加榆林第二制药厂2%的股份。

1937月4月，刘潇先后到榆林第一、第二汽车制造厂和拖拉机厂视察。在包头的榆林第二拖拉机厂观看了生产的武装装甲运输车的表演，对车辆的机动性能和火力射击表演赞不绝口。

在榆林兵工厂，刘潇画出设计草图，让他们尽快研制出口径在60mm，用于步兵打击运动装甲物体的火箭发射装置（火箭筒）。产品于5月中旬研制成功并立即投入生产。

1937年6月中旬，刘潇命令陕西和绥远11万6千预备役人员立刻到当地民政局报到，6月26前到指定地点集合。先期到达的榆林步兵学校原东北军军官和预备役军官，对这些预备役人员进行组织和训练。

刘潇的动员预备役的命令被戴笠迅速汇报给蒋介石，蒋介石大吃一惊，急忙去电询问。

刘潇在回电中指出：6月以来，日军在华北多次进行针对中国军队的军事演习。且从本土增兵朝鲜，其发动侵华战争的计划已是昭然若揭。陕西方面的所有动作完全是为了应付中日战争突然爆发的应急动作，绝无它意。

就在蒋介石听信戴笠的挑拨之言，再次来电要求刘潇撤销动员预备役命令的第二天凌晨，日军向宛平成发起进攻，抗日战争全面爆发，史称7.7事变。