张国焘在武汉宣布脱离共产党，各报刊着实热闹了一阵之后，渐渐平静下来。蒋介石对张国焘的投靠，开始也高兴了一阵，他嘱咐“国民政府军事委员会调查统计局”(简称“军统”)副局长戴笠照料一切。戴笠把张国焘安置在武昌的一座小洋楼里，并委托张国焘的同乡、武昌警察局长蔡孟坚负责“保护”他。

大约在1937年五六月间，杨子烈和妹妹杨子玉带着张海威从延安来到武汉，全家再次团聚了。

张国焘逃离陕北时，没有告诉杨子烈。当杨子烈得知张国焘在武汉脱离中共的消息后，向中共中央组织部和毛泽东提出要求，要到武汉找张国焘。在得到批准后，杨子烈一行先从延安到西安。在西安八路军办事处，杨子烈痛哭流涕，声言要去劝说张国焘回来。办事处的同志还想多做做她的思想工作，林伯渠说，没什么可做的了，她连孩子、行李都带上了，要去武汉劝说，何必带这些呢明摆着要走嘛!杨子烈来到武汉八路军办事处后，周恩来同她谈话，希望她劝说张国焘，不要对党做得太绝了。杨子烈表示同意。周恩来派邱南章把杨子烈姐妹和张海威送到了张国焘的住处。从此，杨子烈也是一去不复返了。

过了不久，张国焘托人捎口信到江西萍乡家中，要其母亲到武汉来团聚。在其四弟张国杰的护送下，母亲来到了武汉。张国焘的母亲知道大儿子喜欢吃家乡风味的饭菜，还带了一位厨师来。母子久别重逢，自然有说不完的话。张国焘还对弟弟说：以后你什么事都可以干，就是不要搞政治，政治场上是非多。

张国焘正式参加国民党特务组织“军统”的工作

张国焘投靠国民党之后，蒋介石对他寄予了很大的希望。蒋介石曾派陈立夫同张国焘谈话，问他愿意做些什么工作张国焘表示希望由他出面创办一种定期的民办刊物，从思想理论上揭发共产主义不适合于中国，唤醒一般青年人的幻觉，使其迷途知返。唯缺乏资金，希望政府给以接济，并高度保密，否则非失败不可。对于张国焘的这一想法，蒋介石因另有打算，没有同意。

这时，国民党的一些特务组织也对张国焘颇感兴趣，希望能从张国焘的口中得到有关中共和八路军、新四军的情报以及中共地下党组织的线索。CC系陈立夫、陈果夫很想让张国焘去工作，军事委员会政治部也说需要这样的人，胡宗南、康泽等也向蒋介石请求，让张国焘到他们那里工作。一时间，登门者络绎不绝，张国焘有时不得不跑到蔡孟坚家去“避难”。但是，蒋介石对于这些部门的请求，都没有答应。

武汉失守前，张国焘应广西“朋友”之邀到桂林观光。张国焘携一家老小前往。在桂林的一天晚上，母亲向张国焘讲述了自他离开家乡以后的家境，引起了张国焘的共鸣。他对自己前半生的所作所为深感后悔，对自己的前程感到茫然。

在张国焘到达桂林的第三天，广西的《建设》杂志全文刊登了共产国际批准开除张国焘党籍的决定。张国焘看到后大为丧气，认为是在戏弄讥嘲他，于是扫兴离开桂林，转赴重庆。

到重庆以后，蒋介石给张国焘的工作做出了安排。蒋介石在接见张国焘时，指着站在身旁的戴笠，很客气地说：我想请张先生给他帮帮忙。就这样，张国焘正式参与了国民党特务组织“军统”的工作。蒋介石还委任张国焘为军事委员会中将委员，但这只是一个空头衔。

张国焘到军统后，受到戴笠的重视。他主持所谓“特种政治问题研究室”，担任研究室的少将主任。为国民党特务组织策反中共人员出谋划策。他还主办所谓“特种政治工作人员训练班”，为国民党训练特务，专门从事反共的特务活动。曾任军统总务处长的沈醉后来回忆说：

戴最初对张国焘寄予极大的希望，满以为只要张肯卖一点气力，便可以把共产党搞垮。张国焘说要办一个训练班，由他来培训一批专门人员，戴笠马上挑选各训练班毕业学生中最优秀分子送去给他训练。他说要在陕甘宁边区设立一些策