得知国民党并无停战解围意图，进而听说叶挺被俘，毛泽东怒不可遏。在15日的政治局会上，他痛斥项英“在政治上早已成为俘虏”，是“抗战以来一部分领导同志的机会主义”的代表。毛泽东复电周、叶称：“蒋介石一切仁义道德都是鬼话，千万不要置信”。“只有猛烈坚决的全面反攻，方能打退蒋介石的挑衅和进攻，必须不怕决裂，猛烈反击之，我们‘佳电’的温和态度须立即终结。”
在这一点上，刘少奇和周恩来显然更冷静一些。15日当天，刘致电毛泽东等称：“现叶、项已被俘，皖南新四军已全部歼灭。中央决定在政治上、军事上准备作全面的大反攻，这里的同志于义愤之余，亦有立即举反攻之主张，然根据各方面情况，平心静气一想，我们却有下列意见，望中央细心考虑：
一、全国局面，国民党未投降，仍继续抗战，对共产党仍不敢分裂，且怕影响对苏联的关系，在皖南消灭我军，蒋亦曾下令制止，即证明蒋生怕乱子闹大。在此时，我党亦不宜借皖南事件与国民党分裂。
二、目前华中我占领地区很大，兵力不够，仍不能巩固。以华中来看，能在半年、一年之内不发生大的战斗，肃清土匪，巩固现有地区，对我为有利。”据此，他的意见是：“在全国主要的实行政治上全面大反攻，但在军事上除个别地区外，以暂时不实行反攻为妥”。
然而，1月17日蒋介石批准军委会发言人公开发布的取消新四军番号的命令再度使毛泽东相信蒋介石国民党发动皖南事变是有备而发，是准备大破裂的信号。在18日的政治局会议上，毛泽东明确讲：“国民党准备与共产党大决裂。在这种情况下，资产阶级中间派让我让步，顾全大局，实际上是有利于国民党而不利于我们。”
书记处据此密电周恩来等，“国民党宣布新四军为叛军，审判叶挺，证明国民党准备破裂之决心。而重庆谈判中证明蒋纯以鬼话欺骗你们。在重庆环境日险，作用日小，因此应立即设法借故离渝返延。”
又经过几天的缜密观察，中共中央于23日再度召集政治局会议，毛泽东进一步得出结论称：一周以来的种种事实都证实，中日实际上已经休战，不议而和，全面破裂已经开始。
“我们与蒋合作已经没有好处，对我们没有好处，对蒋因日本停止进攻，也没有好处，因此这种合作已无存在之可能。”“如果日军与国民党反共军配合，那我党有很大危险，将会受到损失。”
在当天给刘少奇的电报中，毛泽东更清楚地说明了他对事变性质和后果的看法。他指出：“蒋介石一月十七日命令是全国性突然事变的开始，是全面投降与全面破裂的开始，我们在十二月十七日以前的估计不适用了。”
中共中央的形势估计和应对方针，这时遇到的最大问题是与莫斯科方面认识不同。莫斯科对皖南事变的发生，亦深感不安。苏联驻华军事总顾问、驻华大使频频造访蒋介石，对国民党的做法提出种种批评，而苏联外交人民委员会更以拒绝出席国民政府驻苏大使宴会的方式，显示了苏方的强烈不满。
但是，莫斯科并不赞成毛泽东对形势的估计和所设想的对抗措施。苏联大使和武官都表示，今天的工作中心仍是要求得抗战继续。对此，毛泽东尖锐地批评苏联继续寄希望于国民党的看法。
可是，毛泽东不满归不满，莫斯科的态度总归不能不重视。这是因为，毛泽东对形势严重的估计，使他不能不考虑在军事上采取主动或及早准备反攻的问题。可是中共军事上，尤其是装备和武器弹药方面，困难极大，与国民党军全不能相比。
莫斯科的态度显然极大地约束了毛泽东的反攻计划。而正在这时，日本集中几个师团的兵力，乘国民党抽调兵力向华中对付共产党军队的机会，对河南突然大举进攻，这一情况也证实了莫斯科的看法，进而动摇了毛泽东前此关于中日已告休战，蒋介石即将叛变的形势判断。
在这种情况下，1月29日，中共中央政治局召开会议，虽然通过了毛泽东起草的《关于目前时局的决定》，告诫全党要做好与蒋介石分裂的准备，称：蒋介石已经从革命走到反革命，国共破裂的前途已经确定了。
今后的斗争方向，就是要“动员全国人民，孤立与克服大地主大资产阶级及其首领蒋介石的反动，使一切主张抗日与民主各阶层的人民代表去代表反动了的大地主大资产阶级，组织抗日民主的国防政府。”
但是，它同时也不能不承认，由于日蒋尚未公开妥协，以及受到各方力量的牵制，国共目前未完全破裂。因此，当前的策略仍然应当是政治上坚决反攻，而军事上须取守势。