7月17日，蒋介石在庐山发表谈话，表示了抗战的决心。叶剑英在分析蒋介石的谈话内容和当时形势的基础上，于20日致电毛泽东、洛甫（张闻天）：中央社发表蒋17日对卢沟桥事件的谈话，极为重要，我党应有所表示。
党中央、毛泽东完全赞同叶剑英的建议，电告叶剑英：拥护蒋谈话通电，准备数日内发出。根据新情况，党中央拟发表第二次宣言。7月21日，党中央正式发布了《中共中央关于目前形势的指示》。叶剑英见电后立即复电中央，表示完全拥护，并进一步提出：“目前应发动全国抗战。只有发动全国抗战，在抗战过程中团结全国，才能取得民族解放战争全部胜利。”
7月31日，叶剑英与蒋鼎文继续会晤，要他转告蒋介石，红军改编至8月上旬可以完毕。改编后的指挥机关，按照中共中央意见，朱德、彭德怀任正、副主任。不能以“改编红军”为名而不设指挥机关，由蒋直接指挥。会谈中，叶剑英得知南京国民政府军事委员会即将召开国防会议，蒋介石有邀请毛泽东、朱德赴会的意图，便以“万万火急”电报致中央书记处：“蒋目前的困难是平津陷落，和平绝望，牺牲已到最后关头，……后方无一省一军不拥护中央，蒋无可借口，亦无谎可说，蒋只有决心抗战才能维持统治。国防会议的做法是要抗战，大家一致来抗，毛、朱已在被请之列。我想毛不必去，朱必须去。免为人所借口。”中央确定派周恩来、朱德和叶剑英去南京参加国防会议。
二、出席南京国防会议
8月9日，朱德、叶剑英在西安与云南省政府主席龙云同机飞往南京。8月11日，周恩来、朱德、叶剑英在国民政府军事委员会军政部谈话会上分别发言。8月13日，周、朱、叶给中共中央的电报中说：“我们已渐取得公开地位，南京各要人及刘、白、龙①等均见过。”随后，叶剑英被邀请出席军政部长何应钦主持的讨论会。在会上，他就“政略战略”等问题作了长篇发言。②
①“刘、白、龙”指刘湘、白崇禧、龙云。
②在中国第二历史档案馆查阅的资料，1985年11月。
叶剑英首先对中日战争中的敌我力量、国际因素以及战争的发展进程，作了分析和估计。他指出：我之战略重点若放在上海方面，即使取得胜利亦不能扭转全战局：如果将重点放在平绥线，则可转移全战局，并能破坏敌人的整个计划。战争将是持久的，我们不仅要动员国内力量，而且要大力争取国际援助。
叶剑英在谈到战略与战术关系问题时说：“虽战略上持久，但战术上仍应采取攻势，以求速战速决。战略上虽采取内线，但战术仍应取外线，随时包围敌人。故，集团防御战争，广大游击战争，广大民众之运动战，以此三原则以行作战。”
叶剑英在发言中，还谈到武装民众、政治工作、粮食补给以及创办专门刊物，介绍中国抗战及阿比西尼亚（今埃塞俄比亚）、西班牙抗战的经验等问题。①
①叶剑英在南京军政部讨论会上的发言，1937年9月5日。
叶剑英的发言得到许多与会者的赞同，对于国民政府军事委员会制定全国抗战的战略方针起到了积极的作用。
通过周、朱、叶出席会议和进行统战工作，中国共产党在南京逐步取得了公开合法的地位。在会议期间，叶剑英利用各种机会和场合同南京党政军各界要人以及冯玉祥、刘湘、唐生智、白崇禧、龙云、张发奎、黄琪翔、黄绍竑等将领会晤交谈，积极促进抗日统一战线的工作。②
②访问侯达、沈永椿谈话记录，1987年12月。
从接触中，他亲身感到，南京主战空气越来越浓，主和者不得人心。对于蒋介石的抗战态度和军事部署，也有了进一步了解，心中有了数。国防会议结束后，叶剑英等即搬入南京中央路鼓楼附近傅厚岗66号（现为青云巷11号）办公。以后在此正式设立了八路军驻南京办事处。
8月13日，日军进攻上海，淞沪抗战爆发。同一天，叶剑英和周恩来、朱德就同国民党谈判条件向中共中央提出建议：（一）努力抗战，以巩固蒋介石的抗战决心；（二）红军立即改编，争取开动；（三）力争发表《中共中央为公布国共合作宣言》；（四）催促南京发表红军改编后正副指挥的任命。叶剑英协助周恩来奔走于国民党军政要员之间，积极开展团结抗战工作。
他们多次同何应钦、蒋鼎文等会谈。一次，周、叶应何应钦之邀赴宴。正在用餐中，蒋介石打电话给何应钦。何接完电话回到席边，大声说：“报告你们一个好消息，委员长说要坚决抗战啦！”周、叶当即说道：“如果蒋先生真能坚决抗战，那当然是一件大好事。”何应钦接着说：“敌人在上海都打我们了嘛，我们还不抵抗？”叶剑英说：“如果不抵抗，大家都要当亡国奴了！”①
①叶剑英谈话记录，1982年3月25日。
8月18日，中共中央书记处给周恩来、朱德、叶剑英发出《关于与国民党谈判的十项条件的训令》，提出两党合作须建立在一定原则上。目前最重要的问题，是使中国共产党和红军取得合法地位。要求国民党迅速公开发表中共宣言，同时要求蒋介石发表谈话；公开边区组织和指挥部；承认红军充任战略的游击支队；在总的战略方针下进行独立自主的游击战争，发挥红军特长，以及立即发给红军以平等待遇之经费和补充器物等各项条件，以便红军早日开赴前线杀敌。根据《训令》提出的原则，周、叶与国民党当局经过反复谈判，就一些重要问题达成了协议。其内容包括红军改编后的名称、人数、编制，正副总指挥人选等。
在此期间，叶剑英还协助周恩来与国民党中央宣传部部长邵力子、国民党中央执行委员会委员于右任等交涉商谈，达成了中共在南京出版《新华日报》和《群众》周刊的协议。又同国民党中央及地方实力派商谈在南京、兰州、武汉、衡阳等地设立中共代表团和红军办事处，以及湘、赣、闽、粤、浙、鄂、豫、皖8省13个地区红军游击队的改编问题。还特意会见四川省政府主席刘湘，双方商定互派人员建立联络关系。事后中共中央派罗世文等到刘湘处工作。
三、营救“政治犯”
当时，在南京“首都反省院”关押着一大批中共党员和革命同志。从“西安事变”和平谈判开始，中共中央就把“释放一切政治犯”作为国共两党重新合作的一项重要要求提出来，进行多次交涉。“七七”事变之后，国民党政府迫于全国各阶层民众一致要求释放政治犯的压力，释放了一批关在南京中央军人监狱的刑期较短的政治犯，但对一些“重要的政治犯”却不予释放。
“八一三”之后，日军飞机轰炸南京，“释放政治犯”的呼声越来越高，监狱难友强烈要求出狱，到前方打鬼子去。请愿、绝食、抗议的斗争越来越激烈。在这种形势下，周恩来和叶剑英想方设法了解监狱难友情况，并利用谈判机会，多次进行公开交涉，营救披关押在南京几个监狱里的同志。8月18日，他们驱车来到“首都反省院”看望狱中难友。到达之后，他们首先向反省院院长提出，要看望夏之栩、王根英和熊天荆。院长派人把3名难友带来会见。据夏之栩回忆，周恩来、叶剑英一见她们便笑着说：“你们还认识我们吧？”夏之栩等人激动地说：“认识！认识！”接着，周恩来和叶剑英问道：“这个反省院关了多少人？还有我们认识的同志吗？”她们答道：“大概关了100多人，男的多，女的少，很多人改了名字。”这时，周恩来问陪同在一边的该反省院院长说：“她们出去，要办什么手续？”那院长说：“哎！
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