在中原大战爆发前，交战双方都在极力拉拢张学良。3月1日，蒋介石要求张学良参与军事行动，以诸多理由劝说张学良出兵关内。与此同时，另一方联合冯玉祥等人也在积极活动。3月15日，双方发表通电，推举张学良为海陆空三军副总司令。那么，为何双方都拉拢张学良呢？原因在于张学良实力强劲，麾下拥兵数十万，可谓他支持谁，谁就极有可能赢得战争。
那此时张学良持何态度呢？用两个字概括，即 “观望”。他在通电中称“邦家多难，非息争不足以图存。若发生内战，必致元气亏竭，根本动摇”，要求双方罢手言和。他的这一态度，让冯玉祥与阎锡山感到欣喜。然而，蒋介石却坐不住了。为何呢？因为世人皆知蒋介石与张学良关系颇为密切，是拜把子兄弟。
据《张学良年谱》记载，仅在一年前，即1929年3月28日、5月23日、9月29日，张学良连续通电，表示支持蒋介石反对李宗仁和冯玉祥。可这才不到一年，情况为何发生了转变？原因就在于“中东路事件”。简单来说，少帅与苏联军队发生冲突，原本蒋介石承诺给予援助，结果最终东北军一无所获，铩羽而归，这让东北军心中极为窝火。并且，在是帮助蒋介石还是冯玉祥、阎锡山的问题上，东北军内部意见并不统一。
6月，东北军内部召开高级军官会议，以张作相、张景惠、汤玉麟等为代表的老派人物反对东北参与中原大战，主张保境安民，甚至直言与蒋介石合作，无异于拱手让出东北。但王树常、莫德惠、鲍文樾等人则建议帮助蒋介石。当然，还有于学忠这类人，他只听从张学良的指令，张学良说帮就帮，说不帮就作罢。
1930年5月，中原大战刚刚爆发，蒋介石处于劣势。李宗仁联军从广西进军湖南，直逼武汉。蒋介石无奈之下，授意吴铁城告知东北方面，若能出兵，可尽量满足其要求。6月10日，蒋介石给了张学良200万出兵费。6月13日，又请张学良保荐河北省政府委员。这其中的潜台词不言而喻，就是将北方政治大权托付给张学良。这一系列举动，确实让张学良有所动摇。蒋介石见状，趁热打铁，将出兵经费从200万涨到500万。此外，张学良有个副官兼好友胡若愚，蒋介石任命其为青岛市市长，这意味着将山东部分权益也给了张学良。
6月21日，蒋介石正式任命张学良为陆海空军副总司令，此时张学良彻底动摇。6月21日、22日，张学良发出通电，建议战争双方撤军停战，设立缓冲区。表面上看，这一通电态度中立，实则不然。当时阎锡山和冯玉祥处于优势，此时让他们撤军，显然不现实。于是，阎锡山和冯玉祥一方也赶紧行动，多次试图派代表面见张学良，7月22日、26日、27日、28日，先后四次求见，均被张学良拒绝。
7月28日，张学良还允许蒋介石使用青岛港。这让蒋介石欣喜不已，称青岛为奉天海军所在地，陆军得以在此登陆。在敌方看来，这是否意味着奉天方面已加入蒋介石战线呢？不过，即便到了7月，张学良仍未出兵，仅仅是让蒋介石使用了一个港口。
为何始终不出兵呢？主要是因为张作相极力劝阻。张作相是张学良的老叔，他的话张学良还是颇为重视的。张学良总结为“利在目前，害在未来”。具体而言就是，其一，若支持蒋介石实现统一，日后财政方面东北还能自主吗？再者，中原大战爆发的根源，不就是蒋介石逼迫各方裁军吗？倘若统一后逼迫东北军裁军，东北军裁还是不裁？此外，各方势力根深蒂固，即便参与讨伐，也难以一时将其消灭，若对方仍存，日后与东北接壤，结怨过深，对东北不利。
所以，张学良一直与蒋介石谈判，要求蒋介石保证东北的财政、军队等权益。若这些问题谈不拢，张学良坚决不出兵。然而，蒋介石有些等不及了，他鼓动于学忠部第二十三旅旅长马廷福等人，准备让他们打着反蒋旗号举兵入关。张学良得知后，于8月10日晚匆忙从葫芦岛赶往北戴河。8月14日，将马廷福手下两个团长逮捕。此事之后，张学良高调表达不满，又开始与阎锡山、冯玉祥等人接触。8月21日，会见了孙传芳和傅作义，当时傅作义还是阎锡山的部下。
蒋介石见状，觉得争取张学良可能无望。恰在此时，中原大战局势发生逆转，蒋介石逐渐占据优势，将阎锡山、冯玉祥打得节节败退。此时，蒋介石自恃占据军事优势，便不想再与张学良周旋。但他真能如此吗？实则不能。因为蒋介石虽看似军事占优，却面临两大难题。
其一，军费不足。自7月份起，所有军饷均按六成发放，在军阀混战时期，拖欠士兵军饷是极为危险的，士兵哗变概率极高。而且，中央军的军费开支远远大于阎锡山和冯玉祥一方，中央军每月军费高达3200万元，而阎、冯一方每月仅需800万元，中央军军费是其四倍，若长期消耗，蒋介石难以支撑。
其二，此时的优势是在张学良未参战的情况下取得的，若张学良加入战场，局势难以预料。所以，8月21日，中央军停止北渡黄河，原因便是 “奉张态度不明，如我军直入平津，或更遭意外，不如让宽一步”。于是蒋介石与张学良重新回到谈判桌。
此时，对于张学良而言，中原大战的胜负已渐趋明朗，东北军必须做出选择，否则将两面得罪。况且此时蒋介石明显占优，而且蒋介石承诺将华北地区交给张学良，所以张学良最终决定支持蒋介石。实际上，从始至终，张学良真的想过帮助冯玉祥或者阎锡山吗？恐怕未必。
当时与他们接触谈判，很大程度上是为了在与蒋介石的谈判中争取更大筹码。既然决定支持蒋介石，那就涉及利益交换问题。其中最关键的就是财政和军队能否保持独立。蒋介石最终给张学良两个选项：一是东北将税收上交，军饷由中央军负责；二是东北自行收取税收，中央军不管军饷。
张学良自然选择后者，毕竟若选择前者，无异于受制于人。这就使得东北和华北在财政上实现了独立。那么，张学良何时最终出兵呢？9月14日决定出兵，而中原大战于5月爆发，9月出兵时，胜负已基本分明，阎锡山已从津浦路和陇海路撤军。即便在出兵之际，仍有部分东北军官反对出兵。张学良为此发了脾气，表示若再阻止出兵，他就辞职。最终，东北军还是出兵了。
但张学良颇为聪明，虽出兵却不落井下石。蒋介石希望张学良出兵后赶尽杀绝，将阎锡山、冯玉祥等人一网打尽，张学良并未照做。他与阎锡山、冯玉祥的地盘交接均以和平方式进行，一枪未发。这样一来，不仅给阎锡山、冯玉祥留下人情，还让自己掌握了主动权。若蒋介石日后想对东北军翻脸，也要掂量一下，毕竟东北军与阎锡山、冯玉祥有再度联手的可能。这迫使蒋介石取消了国军编遣委员会，原本计划统一后裁军，后也不再提及，东北军的军权和编制权完全掌控在张学良手中。
如今人们评判张学良调停中原大战的原因，有人认为是被蒋介石收买，有人说是出于爱国，其实这些说法都有一定道理，但又都不够全面。准确来讲，当时张学良看重的，不仅仅是副总司令的职位和几块地盘，更重要的是财权和军权能否独立，这一点比其他任何因素都关键。若一开始就支持蒋介石出兵并打赢战争，东北军的财权和军权还能独立吗？恐怕很难。东北军的财政此后一直保持自收自支状态，直至1931年东北沦陷才停止！
