从这天起，张国焘心神不定，坐卧不安。如果说前一段中央对他的斗争和批判，他毕竟还能接受。王明的归来却使他产生了死亡的恐怖。他不会忘记，1931年1月中共中央六届四中全会后，何孟雄、林育南等人就是在王明的打击陷害下，被国民党当局逮捕，杀害于龙华。回想自己在鄂豫皖苏区大搞肃反，也曾杀害过多少红军将领。如果中央清算他的这些罪恶，后果也是可想而知的。从这时起，张国焘就打算叛变革命了。不久，王明离开延安去武汉主持中共长江局工作。张国焘仍然当边区政府的代主席。毛泽东和中央其他领导人忙于指挥八路军的抗战，没人理会张国焘。张国焘表面悠闲自得，暗中却在寻找逃离延安的机会。

1938年4月4日，是国共双方共同祭拜黄帝陵的日子。张国焘以陕甘宁边区代主席身份前往中部县，在黄帝陵前见到了国民党西安绥靖公署主任蒋鼎文。祭拜完毕，张国焘对护送的人说他到西安有事，请他们先回去，就带了一个警卫员上了国民党方面的汽车扬长而去。到西安后住进国民党的西京招待所，却不与八路军驻西安办事处联系。4月7日国民党方面准备安排张国焘去武汉（当时蒋介石政府驻地），张国焘才打电话给林伯渠，要他到车站来谈话。张国焘对林老发泄一通不满，并说他要到武汉去。林老劝他到八路军办事处好好商量，被张拒绝。林老只好回办事处给中央和长江局发报，报告张国焘的情况。

4月8日早晨，长江局收到中央和西安的电报后，周恩来立即与王明、博古、李克农等负责人商量，一定要抢在国民党之前，把张国焘接到长江局来。周恩来把这个任务交代给李克农，要他去汉口火车站等待张国焘。从西安到汉口的火车每日一班，他们一连等了三天都扑了空。11日19时他们第四次接西安来的火车，终于发现了张国焘。李克农陪张国焘坐上小汽车到长江局办事处去，两个特务一个尾随，一个去报信。张国焘坚持要住在外面，死活不肯去长江局。李克农只好给他找一个小旅馆住下，留下丘南章、吴志坚“照顾”张国焘。

夜里，王明、周恩来、博古、凯丰等长江局负责人在李克农陪同下来到旅馆，和张国焘谈话。张国焘表情紧张，语无伦次，说什么边区如同“鸡肋”，食之无味，弃之可惜。王明不同他讨论这些问题，只是批评他不报告中央就出走的错误，希望他回办事处，什么事情都可以商量。不管众人怎么说，张国焘就是不肯去。周恩来等回到办事处后，即向中央报告并请示处理办法。12日中央书记处复电王明、周恩来等，希望张国焘能早日归来。张国焘还是不肯回去，李克农便拿出在上海搞地下工作的本事，半拉半拖把张国焘塞进汽车，拉回长江局办事处来。

张国焘搬到办事处后，总找借口外出。他一再向周恩来提出要见蒋介石，向蒋报告边区政府工作。因为张国焘还没被罢免，周恩来不好拒绝。16日上午陪张国焘去武昌见蒋介石。张国焘见到蒋就说：“兄弟在外糊涂多年。”周恩来立即针锋相对地说：“你糊涂，我可不糊涂。”蒋介石看到这场面，也不好多说，敷衍了几句就结束了接见。回到办事处，周恩来严厉批评张国焘丧失立场，张国焘态度消极地说：“国民党没有办法，共产党也没有办法，中国很少办法的。”又说：“我感到消极，请允许我回江西老家去，我家里饭还有得吃。我此后再不问政治了。”

当天下午，张国焘又找借口外出，周派吴志坚随从。张国焘到了武昌不肯再回去，硬要找个旅馆住下。吴志坚乘张国焘休息，赶紧打电话通知长江局。周恩来等听了吴志坚的汇报，认为张国焘是决心叛党。17日上午，周恩来、王明、博古一同来到饭店，与张国焘作最后的谈话。周对张提出三条：一是改正错误，回党工作；二是向党请假，暂时休息一个时期；三是自动声明脱党，党宣布开除他的党籍。张国焘表示第一条不可能，可以从第二第三条考虑，并要求考虑两天再答复。

周恩来等走后不久，张国焘就打电话约军统特务头子戴笠来饭店谈话，表示了投靠国民党的意向。军统很快派来两辆车和几个特务，两个上前抱住看守张国焘的丘南章副官，一个拉着张国焘上车。等张国焘走了，才把丘放开。丘南章回到房间，看到张国焘留给周恩来等的字条，上面写着：“兄弟已决定采取第三条办法，已移居别处，请不必派人找。”丘南章马上回办事处向周恩来等汇报。长江局当夜开会研究，由周恩来起草了给中央的电报，报告了张国焘叛变经过，建议中央公开宣布开除张国焘的党籍。

4月18日，中共中央作出决定，开除张国焘的党籍。4月22日的《新华日报》公开发表了党中央《关于开除张国焘党籍的决定》。中共中央决定的公布，对张国焘是一个沉重的打击。张国焘没有想到中央会如此果断地处理他，慌忙给周恩来等写信，信中说：“忽阅报上载有开除弟党籍的决定之公布，深使我痛心。千祈我们间应维持冷静而光明之政治讨论，万一决定不能改变时，亦希彼此维持最好友谊。”

但是，中共中央已经把张国焘扫地出门，没有人再理会他了。从中央决定公布之日，在各级组织各部队中开展了广泛的宣传和教育。同志们在短暂的震惊之后，对张国焘的叛变行为表示了极大的义愤和不齿。1938年5月5日，延安《新中华报》刊登了陕甘宁边区政府第七号命令，全文如下：《关于开除张国焘边区政府执行委员及代主席等一切职务事》。本政府执行委员兼代主席张国焘，于本月三日经主席团派往中部谒黄帝陵，即弃职潜逃。在此全国抗战紧急关头，张国焘此种行动，实属有违革命利益和革命纪律。特由本政府执行委员会决定，开除其本政府执行委员及其一切职务。嗣后凡张国焘一切言论行动，本政府概不负责。 主席 林伯渠。