1938年4月4日，张国焘借祭扫黄帝陵，钻进了事先由国民党准备好的汽车里，与中国共产党背道而驰，辗转西安、武汉，来到了国民党统治区重庆，投靠了国民党。
张国焘从延安出走后，共产党没有放弃挽救他。在西安，住西安八路军办事处的林伯渠极力劝阻，无效后，电告中央和中共长江局张国焘的去向。当时，周恩来、王明、博古（秦邦宪）、凯丰（何克全）等中共长江局领导更是采取了多种办法，劝说张国焘回头是岸。但张国焘一意孤行，铁了心投靠国民党。4月18日，中共中央作出了《关于开除张国焘党籍的决定》。
当张国焘已叛逃到武汉，并宣布脱离共产党时，党中央曾通过张国焘的老婆杨子烈规劝张国焘。但仍未打动张国焘自绝于中国共产党的决心。
20世纪40年代，在重庆的国泰电影院，警卫员颜太龙陪同周恩来和邓颖超看电影。电影还未开演，颜太龙看见张国焘就在前排，他便悄悄地告诉了周恩来，并建议说：“你们先走，我一枪毙了他，趁乱再出去。”颜太龙以为周恩来会同意他的做法。但周恩来却摆手制止了他的举动。直到电影看完，就像什么事情都没有发生一样。原来，此时的张国焘，对国民党来说已成了弃之可惜、食之无味的鸡肋。
当第二次再见到张国焘时，颜太龙不像第一次那样冲动了。那天，颜太龙正随同周恩来散步。突然，周恩来拍了拍身旁的颜太龙，并向前一指说：“你看，那是谁？”颜太龙顺着周恩来手指的方向望去，远远地迎面而来的正是张国焘。这时，周恩来轻声道：“走，我们向回走。”就这样，周恩来一行人避免了与张国焘的正面相见。（刘永辉刘丽丽）
