7月下旬，张学良到了伦敦，于炳然又写了一封万言长信，以中国共产党的观点阐述了抗日救国方略，并驳斥了“等待第二次世界大战”之说。
两天后，张学良托陈洪海约于炳然去共进晚餐。这是一次朋友式的会面，同餐者只有陈和张学良的两个儿子。餐后，张学良说：“明天我去北欧参观丹麦、挪威与瑞典，返回伦敦，再约你详谈。”
张学良由北欧回来，即约于炳然面谈。他围绕抗日救国，提出一连串问题。于炳然仿佛面对一个老朋友，滔滔宏论达四小时之久。张学良倾听后，说：“我很想了解一下社会主义的情况；如果你愿意，就作个准备，同我去莫斯科。”
十天后，张学良又约于炳然谈话。他先说：“颜大使已有回电，苏联记了我1929年（指“中东路事件”）的仇，不同意我前去。这次出国，最想看的是四个国家德、意与苏、土。苏联看不成，土耳其便不想看了。”又说，“据我了解，你确是个人才。但你的思想是左倾的。不过我并不怕你。你若愿意在伦敦读书，我帮助你学费。但我希望你去苏联读书，去后与苏联朝野人士好好联络。将来我们抗日，如能得到苏联的支援，那要比你带十万大军作战的功劳还大。”
10月，张学良又约炳然会面。几次长谈，炳然一方面看到了两人在政治观点上的同异，另一方面，将军真诚磊落的品格、深沉的爱国之忱，留给他极深的印象。
1934年8月，张学良来信，告诉于炳然，去苏联留学已办成。炳然把信寄给共产国际中国代表团。不久接到复信，同意他去莫斯科。
二、蒋介石授命策反德王
1934年10月，于炳然来到了莫斯科，从事党的建设工作，并在出版社做编辑。
1937年3月，苏联《真理报》发表了一则消息，说西安事变后被囚禁的张学良已经恢复自由，将接洽重要任务。据此，组织交给炳然一项新任务：回国帮助张学良巩固东北军。党的关系，是到上海寻找潘汉年。
1937年4月，于炳然到沪，才知道《真理报》上那则消息是误传。他见到了潘汉年，赴北平参加了“东北救亡总会”成立大会，当选为宣传部部长。
7月18日，炳然接到他在伦敦时结识的朋友王生从南京打来的电话，王说：“最高当局请你来南京。”
于炳然说：“你开什么玩笑？”王生说：“真的，与你谈关于德王的事。”
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德王即内蒙古王德穆楚克栋普鲁，已经降日。原来，此前于炳然曾与王谈过内蒙问题，王又与戴笠说到此事，戴笠向蒋介石建议由于炳然前去内蒙。
于炳然到了南京。次日，戴笠亲自乘车来接，到了国民政府军委会，入一大会客室。蒋介石起立，面r