一向主和的张治中连忙说：“很好！很好！我完全同意。”当即，蒋介石就铺开宣纸，亲笔写了一封给毛泽东的信，令其转交中共人士。
后来这封信通过林彪转到了毛泽东手中，但鉴于蒋介石缺乏诚意，此事没有成行，但为抗战胜利后毛泽东赴重庆谈判埋下了伏笔。
这次，蒋介石指派张治中作为他的代表，并由美国驻华大使代表美国政府调停国共两党纠纷的赫尔利陪同，坐专机于8月27日飞往延安迎接毛泽东。这是张治中初到延安，也是他初次与毛泽东见面。
1945年8月28日上午11时，毛泽东、周恩来、王若飞在张治中和赫尔利的陪同下离开住地前往机场。顿时，延安万人空巷，党政军民学各界人士纷纷来到简陋的延安机场，为毛泽东送行，许多人泪雨纷纷，低声抽泣，既是为毛泽东不避凶检拯救人民于水火的精神所感动，也是为毛泽东的安全担心。
看着这催人泪下的场景，张治中的心灵受到极大的震撼，这是他在国民党统治区从未见到过的领袖与群众关系如此融洽的场面。他从欢送人群的表情上，看到了人民群众对毛泽东的真诚拥护与爱戴。他内心感到，这样的领袖与人民群众将是不可战胜的。
毛泽东登上飞机，站在机舱门口摘下“拿破仑帽”，向送行的群众挥起他那拔转乾坤的巨手。突然，毛泽东的手势有力的一挥停在空中，定格成为历史永久的画面，这之中既显露出一代伟人对广大人民群众的真诚感激，也充分展现出一代领袖对中国未来命运的坚定信心……。
当日下午，飞机到达重庆九龙坡机场。
毛泽东下机后即与来迎者一一握手，他还应中外记者之请和赫尔利、张治中、周恩来等合影，赫尔利竟兴致盎然地抚着八字银须说：“这儿是好莱坞！”见到欢迎的人群在毛泽东身旁越围越多，张治中赶忙把毛泽东等人引到迎接的汽车旁，对毛泽东说：“蒋主席已经预备好黄山及山洞两处住所招待毛先生，很凉快的。”最后，毛泽东决定还是暂住化龙桥十八集团军办事处。
在机场停留不久，毛泽东、周恩来就与张治中、赫尔利四人坐了美国大使馆2819号汽车去张治中公馆小憩。毛泽东等人乘坐的汽车刚在桂园前停下，记者们就追进了张公馆。见到蜂拥而至的记者，张治中赶快劝阻，好让毛泽东稍稍休息。随即，他又急忙报告蒋介石迎候之情况，蒋介石在电话中告诉他，八点半在山洞官邸邀宴毛泽东与周恩来与王若飞等人。张治中考虑到离晚宴时间还有近两个小时，速吩咐部下备办过迟的午宴，想让毛泽东稍稍用餐后再赴晚宴。
“请毛先生住到我的公馆去”
抗战胜利之初的重庆，社会秩序混乱，特务流氓作恶横行。毛泽东来到重庆，如同身入虎穴，令中共和解放区人民忧虑不安。加之蒋介石邀毛泽东赴渝，原本缺乏诚意，因此，如何确保毛泽东的安全，这是周恩来考虑得较多的一个大问题。毛泽东住地一第十八集团军办事处驻地红岩村，早被特务密切监视，且地方狭小，既不安全，也不方便于接待来访的各界人士。周恩来考虑到将毛泽东住所易地，最理想的地方莫过于张治中的官邸一一桂园。因它离中共代表团驻地曾家岩50号与红岩村都不远，地点适中，又在马路边，汽车进去方便，而且马路对面就是蒋介石的侍从室，蒋介石自己在城内的官邸也在对面院内，这一带戒备森严，特务不敢轻举妄动。最理想的方案是白天毛泽东在桂园工作，休息，晚上到红岩村过夜，周恩来再三考虑，最后找张治中商量，说明此意。不料，张治中早巳想到了这一点，他立即爽快地答应：“那就请毛先生住到我的公馆去吧。”
桂园从1939年即为张治中的居所，一幢两层的小楼，10多间房子，虽不很大，但位置适中，设施齐全。张治中将桂园腾出后，把全家搬到复兴关中训练团的一个小院里暂住，还特别留下自己家族晚辈、当时任政治部附的张家惠在桂园负责接待事务工作。同时，另派洪兴华专为毛泽东和随行人员等洗衣和做清洁卫生工作。
张治中又专门抽调了政治部特务营手枪排担任警卫，并对警卫人员再三强调：“保卫毛泽东主席，要胜过我十倍”。尽管有这些安排，周恩来仍不放心。当时重庆散兵游勇多，袍哥帮会也多，而毛泽东身边仅有三个警卫员。在桂园仅用政治部警卫营还难以担负保卫责任。最后，周恩来找张治中相商，可否请宪兵担负警卫。张治中立即找到宪兵司令张镇，很快落实了此事。
为了给毛泽东创造一个工作和休息的最佳环境，张治中对自己的家人反复交待：不要去桂园打扰。对在郊外南开中学的女儿素我、素兵、素初，他让她们这期间连周末也不要进城了；对在城内上学的小儿子一纯和小女儿素素，则让他们住在桂园后面的平房里，不许他们去打扰毛泽东。
张治中二到延安亲送毛泽东
国共双方谈了40多天，时间之长，过程之曲折复杂，气氛之紧张都是国内外会谈中少有的。在谈判中，最活跃、最积极的就是张治中将军了。张治中在毛泽东、周恩来、蒋介石之间不停奔走斡旋，表现出了对和平的最大诚意，真不愧是一位“和平将军”。他这种真诚谋国、公而忘私的精神，也令毛泽东十分赞赏。
周恩来考虑到再谈下去很难就焦点问题：一个军事问题，一个解放区问题，谈出什么结果，加上毛泽东来渝已一月有余，拟于尽快返回延安。就向国民党方面提出尽快拟定谈判纪要，就主要问题达成协议。最后，蒋介石迫于国内外反内战、主张和平的强大压力，不得不同意中共的提议，以中共提供会谈纪要草稿为基础进行修改。10月10日，双方终于达成协议，午后，在重庆上清寺桂园客厅内签订了《双十协定》的文件，即《政府与中共代表会谈纪要》。这是一个有历史意义的文献。
毛泽东10月11日在中共中央政治局会议上说道：“这个东西，第一个好处是采取平等的方式，双方正式签订协定，这是历史上未有过的。第二，有成议，的六条，都是有益于人民的。”周恩来在第二年也说过：“我们并不因为蒋破坏了这些协定，就以为没有了收获。因为全中国人民都承认了这样的事实，认为中共的地位是不容抹杀的。国民党虽背叛了协议，但还不敢放弃党派协商。”张治中对于此次谈判“几经折衷，舌敝唇焦，好容易才得到这样的结果，自然更感到愉快。”
临近谈判结束时，外面忽然传言：有的特务分子胆大包天，声言“以自身性命去换毛泽东一死。”国民党内一些反动谋士也为蒋介石出谋划策，让其把毛泽东、周恩来软禁起来，扣为人质；更有甚者向蒋介石建议，在毛泽东返回延安的空中制造一起空难事件。
素知蒋介石为人的周恩来心急如焚，很快找到张治中向其转告毛泽东要回延安的意向。
张治中忙问：“预定哪一天回去？”
周恩来回答：“预定10月1日。”紧接着，周恩来又对张治中说：“让毛泽东主席一个人回去我可不放心呀！”张治中马上听出了周恩来的话外之音，当即表示：”我既然接毛先生来，当然要负责送回去。但我在10月10日前的活动都已有安排，时间能不能推迟一点？”周恩来说：“好，我回去商量一下。”
10月8日下午，张治中通知周恩来：“蒋主席同意毛先生在‘纪要’签字后回延安，并用其专机‘美龄号’送。但有个新情况，蒋主席要我在‘纪要’签字后立即飞兰州，去新疆解决伊犁地区的问题。”
周恩来说：“只派专机，没有政府的人陪送，毛主席的安全还没有保障。你能不能先送毛主席回延安，再飞兰州，去新疆呢？”
张治中当即回答说：“可以，不过我先要向蒋主席请示一下，得到他的批准。”当天上午，张治中就通知周恩来，蒋介石已经批准了他的请求。周恩来悬着的一颗心才落下来。张治中也深以此为荣，他高兴地向外宣布，他将陪毛先生回延安。
解放后，周恩来和张治中在一起谈起往事时说：“文白先生，当时您答应护送毛主席回延安，我才放下心来，不然，我真是吃不下，睡不着啊！”
10月8日晚，张治中在军事委员会礼堂为毛泽东举行盛大的欢宴晚会，参加者有国民党参政员，重庆文化界、新闻界，以及国民党党、政、军各方人士500多人，“约六时三刻，毛泽东、周恩来、王若飞三氏到了，立时引起全场的快意，他们三位也忙于向大家寒暄，会场的空气好像显得更加温暖了。”
7时正，张治中请毛泽东走上主宾台，而后，张治中发表了热情洋溢的讲话。在致词中，张治中高度评价了毛泽东赴重庆和谈的意义，对毛泽东极表崇敬之情，这在当时重庆国民党高层军政人员中是极少见的。张治中公开宣布他将亲自送毛泽东回延安，这使在场的许多人为毛泽东的安全而悬着的心放了下来。
接着，毛泽东致答词，他从容地走近扩音器，以极为洪亮的湖南湘潭口音，发表了演讲。毛泽东在演讲中，对张文白进行了高度评价，并就国际形势以及国内和谈局势发表了自己的看法。
张治中与毛泽东的致词，反响强烈，他们的“动人演说，使大家在极度欢乐中畅饮、进餐，互相祝贺之声不绝”。
10月11日上午9时30分，毛泽东乘车来到重庆九龙坡机场，重庆各界人士代表和八路军办事处、《新华日报》馆的同志等几百人赶到机场热烈欢送。”
飞机穿云破雾，越过巴山蜀水，于11日下午近2时在延安机场安全降落。从专机上走下时，张治中又一次惊讶地看到：飞机场上黑压压地站满了人。他在《回忆录》中曾这样写道：“干部，群众，学生，男的，女的，老的，少的，在他们的表情里，充分流露出对党的领袖最大的欢悦和关切。那种情节，真叫人看了感动。”以后，他还常和朋友们谈起这件事，认为这是解放区某种新兴的气象，而国民党里还有人存着反共念头，真是愚不可及了！
“我只能以小米招待你，实在抱歉得很”
毛泽东在机场发表了简短的讲话，说明了这次谈判已得到初步结果。毛泽东特别向欢迎的两万多人介绍了张治中，非常感谢前次陪他去重庆，这次又陪他回延安的张部长，并介绍张治中向大家讲话。在热烈的掌声中，张治中发表了简短的讲话，他说：他奉蒋主席之命，能够欢送毛先生，实为一生之最大荣幸，他盛称谈判的成就，强调中国从此即将步入长期的和平团结时期。
离开机场后，毛泽东即偕张治中赴王家坪第二战区副司令长官部，在那儿，张治中受到了中共中央各负责同志与十八集团军朱彭总副司令、叶参谋长、边区政府林李主席等的热情款待。
当晚6时，中共中央及边区政府、十八集团军首长又在杨家岭举行盛大宴会，欢宴张治中，到会有70多人。宴毕在中央大礼堂举行千余人的欢迎晚会，热烈欢迎张治中将军。晚会由叶参谋长主持，首先由朱德致欢迎词，随即请张治中讲话。他首先说：“此次欢迎毛先生去重庆，又恭送毛先生回延安，这是我最引以为荣幸的事。”接着发表他的感想：“毛先生此次去重庆，造成了普遍的最良好的印象，同时，也获得了很大的成就！此次谈判是全中国人民和全世界人士所期望的，没有毛先生去重庆，便不会有今天的结果，不但解决了两党间的一些问题，并初步奠定了中国国内和平、建国的基础。”
他列举毛泽东与蒋介石会谈中若干实例，说明会谈空气之友好和谐，并转述蒋介石“恢复民国十三年合作精神”之愿望。他继续强调说：国共两党当前存在着一个共同的希望，这就是：“希望中国一定要和平、一定要团结、一定要民主、一定要统一，在这个基础上彻底建立一个独立、自由、幸福的三民主义的新中国。”张治中的讲话获得了一次又一次的热烈掌声，晚会中，上演平剧助兴。整个晚会始终充满着热烈、兴奋、团结、欢乐的气氛。
12日清晨，毛泽东、朱德、彭德怀、吴玉章、杨尚昆等与张治中共进早餐。席间，毛泽东爽朗地笑着说：“重庆谈判，承你热情接待，感激得很呢。在你们重庆，你用上好酒席招待我。可是你来延安，我只能以小米招待你，实在抱歉得很呀！”张治中对毛泽东的多次谢意心存不安。
毛泽东对张治中亲自送他回延安很是感激。毛泽东是个颇重感情的人。第二天，他便亲自送张治中去飞机场。在车上，毛泽东笑着对张治中说：“我在重庆调查过，大家都说你在政治部和青年团能做到民主领导，也不要钱，干部都愿意接受你的领导，我还知道你是真正希望和平的人。”张治中问：“何以见得？”毛泽东举例说：“有事实为证，第一，你把《扫荡报》改名为《和平日报》。《扫荡报》是在江西围攻我们时办的，你要改名字，一定有些人很不赞成的。第二，你把康泽办的一个集中营撤消了，是做了一件好事。”
张治中没料到毛泽东对他做的这些有利于和平的事知道如此清楚，心里更增添了对毛泽东的敬重，后来他在回忆录中说：“从1945年8月我第一次到延安与毛会面之后，他给了我深刻的印象，以后多接触一次，印象就更加深一层。这些地方，都充分说明了他的细心和诚挚，给我以不可磨灭的印象。”
张治中三到延安留佳话
毛泽东赴重庆谈判，意义重大。不过，由于蒋介石国民党对和谈缺乏诚意，坚持专制和独裁的方针，故军队问题与解放区政权问题未能得到妥善解决。1945年12月20日，美国总统杜鲁门派特使三军总参谋长马歇尔来中国，继续调解国共两党纠纷，以便尽快成立一个亲美的打着“民主”旗号的蒋介石政府。
根据政协会议有关军事问题协议的精神，国民党、共产党、美国三方派代表组成最高军事三人小组，研究军队整编统编问题。国民党代表是张治中，共产党代表是周恩来，美方代表是马歇尔。整军谈判，谈了近半个月，国共双方意见距离很远，分歧甚大，但由于当时国内外存在的主客观因素，特别是由于中共方面顾全大局，在有理、有利、有节的原则下作出一定的让步，这才使拉锯似的谈判得以结束。1946年2月25日国共双方签订了《关于军队整编及统编中共部队为国军之基本方案》，《方案》最后规定：“双方同时谅解并同意：在最初之过渡期内，政府及中共均应负责维持其军队之良好秩序与补给，并保证各项军队对于军事调处执行部所发颁之命令，立即绝对送行。”签字仪式在重庆上清寺“尧庐”的小会议室举行。张治中、周恩来、马歇尔先后在上面签字。
为了贯彻停止国共双方冲突、恢复交通和整军方案的执行，除了由北平军事调处执行部负责办理派出许多三人小组分赴各地执行外，这时还由周恩来、马歇尔和张治中三人坐专机到各地做了一次检查。
1946年3月4日，三人军事小组飞到延安。这是在短短的半年里，张治中第三次到延安，这恐怕也是国民党高级官员中仅有的一个。当时，中共领导人毛泽东、朱德、刘少奇等都到机场迎接。当晚，中共中央举行盛大的欢迎晚会。晚会上，演出了陕北秧歌剧《兄妹开荒》和《黄河大合唱》。三月的延安，天气寒冷，观剧的领导人与来宾都穿上了厚厚的大衣棉衣，马歇尔斜躺在靠椅上，腿上还盖上一条毯子。晚会开始前，三方面都作了简短的讲话。张治中主要强调了军队整编方案的重要�