马歇尔知道，张家口的休战与国共关系的全面破裂有着直接的重大关系，自然也关系到他调处使命的成败。
对马歇尔而言，张家口战事的调处已到了山穷水尽的地步。但是，他烦躁不安，仍不愿看到自己的失败。
他开着小汽车在南京的马路上转来转去，思考着自己究竟要不要去上海会见周恩来，争取张家口调处的最后转机。犹豫徘徊了好一阵，他终于把小汽车开到了机场，搭上一架他平素所不愿坐的小飞机前往上海。
到了上海，马歇尔找到吉伦中将的公馆，并让他出面邀请周恩来来公馆共进午餐。这是马歇尔第一次，也是最后一次与周恩来在上海会面。
虽然周恩来英语口语十分流利，但他还是带着章汉夫、章文晋、陈家康等人一道参加会谈。这是接待外宾的礼节需要，也是周恩来自重庆开始的有计划地培养、训练党的外交人才的需要。
周恩来对马歇尔专程来沪表示欢迎和感谢，他说：“我已将你给我的备忘录和你与司徒大使联合声明的中文稿读过。”他声明，在董必武、王炳南二先生去访问他时，《联合声明》尚未见到。周恩来说：在你和司徒博士的备忘录中，关于停止进攻张家口十天的条件是说蒋委员长10月2日两项要求将被“实行”，而与联合声明中用词不同，是“考虑”蒋委员长的两点。如果这含意是“将要实行”，则与中共的理解相差更远了，这就等于一纸迫降书。
马歇尔连忙解释说：“不能这么说，‘实行’和‘考虑’只是时态问题。”
“关于‘实行’一词，我之所以重视的理由，是因为这是我所得到据以考虑的，惟一一封关于停攻张家口10日的信件。昨夜，我细读了司徒博士及阁下的声明，其中说蒋委员长的两项提议是需要加以‘考虑’，而不是加以‘实行’。那么，这个词句当然变得不如以前那样重要了。词句是不像先前那样强了，但问题还是在那里，虽然你说，蒋委员长认为那两项提议是他所能做的最大让步。但据中共的观点看来，那并不是让步，而是无法接受的条件。”
马歇尔知道周恩来将要说明的理由，但还是在注意的听。周恩来重申了中共关于召开非正式五人会议和三人会议的立场，他再次强调：如果中共在国府委员会中的票数不能比1/3多一点，那就是不合理的。同时，把一个无党派人士算到中共的名额里去，与政协决议也不相符。并且，第一点中要中共在宪法草案制定之前，交出出席国大的代表名单，也是与政协决议不合的。指定中共18个师的驻地并且要在某一时限之前实行，这是一个片面的要求，且这个要求也超过了6月的休战协议范围。那无异于说，当整军正在进行之时，中共军队驻地都确定了，而政府的90个师却还有自由各处调动，或者能够占领中共地区而不撤退。不仅不公平，而且也违反停战协定及整军方案。
周恩来诚恳地说：我所以没有立即以书面答复蒋委员长而只请董必武和王炳南两位先生由口头向司徒博士提出并请转达给你的原故，是因为这两点中共无法接受。我觉得你和司徒博士或许还能寻求某种办法，以停止对张家口的进攻并避免全面破裂。结果是，对张家口的进攻将只停止10天，而同时在这10天之内，中共却须接受蒋委员长的两项提议为先行条件。这当然使人认为政府是在强迫中共在这些条件之下投降，并且如果不接受，政府就继续进攻张家口。这无疑是一个最后通牒。
马歇尔说：“这些问题都可以在非正式五人小组会，一并商谈。”
周恩来反诘道：“在我要求重开三人会议时，你答复说不能在此时召开，因为你认为没有达成停战的基础。我觉得这种说法，现在也可以应用到非正式五人小组上来，既然没有关于如何组织国府委员会的初步讨论的基础，那么要召开非正式五人小组会也同样是困难的。”
见马歇尔没有接话，周恩来又说：还有对停战无保证的问题。我离南京之前，曾向司徒大使提出我们关于组织国府委员会的各种建议。政府的态度是要断然拒绝非正式讨论那些事项。蒋主席提出关于国府委员会人数的建议，这个建议极为滑稽，且为民盟所不能同意。
陈家康见周恩来干咳了几声，连忙起身给周恩来换了杯温开水。
周恩来有些气愤地又说：政府从9月29日2时起正式开始大规模进攻张家口，新闻界与北平政府和军事领袖都加以承认。因此，中共就得到了结论，即局势是难以挽救了。你同意应该停攻张家口这一点，但是你不认为这一举动就等于全面破裂。中共则仍认为，政府如果进攻中共最大军事政治中心城市之一，如延安、张家口、哈尔滨，即构成全面破裂。
周恩来喝了口水接着说：我希望你能明白，中共自撤出长春以来，即采守势，而同时国民党军队则采主动，以攻击它想要的任何地点。并且政府军208个师以列阵进攻中共各区，以寻找中共之弱点。现在，他们已占据中共城市60座，如加上6月7日以前所占者，则有107座。中共则抵抗甚微或未加抵抗。即使是在延安边区，我们也没有进攻国民党军。因此，我们觉得国民党军继续攻击张家口，就是放弃谈判的最后希望，并决心走向全面破裂。
周恩来根据得到的情报，以大量事实说明了蒋介石在10月2日的国民党中央常委会确定内战的政策，证明蒋的停战是为了国民党军重整旗鼓，再度进攻。周恩来指出：我们从6月休战中得到了一个教训，就是我们作了巨大的让步，问题还仍然解决不了。所以，我们不能同意停止进攻张家口的10天休战。我们认为，只有永久停战才能证明政府不愿全面破裂。接着，周恩来再次强调指出，中共不赞成美国政府在内战进行中给国民党政府以援助，不赞成驻华美军没有依其诺言从中国撤退。
针对马歇尔、司徒雷登联合声明发表的时机，周恩来举出国民党政府蓄意破坏6月休战、8月破坏司徒大使的调处、9月拒绝中共关于停攻张家口之时，都没有发表声明的事实，当面批评马歇尔：当我们拒绝了他们的建议，你就发出最近的这个声明了。虽然，声明中没有作出任何非难，但是，声明发出的时间使舆论很容易发生误解。
周恩来这时讲话的语调虽不高，但一个一个生动有力的事实，使马歇尔如坐针毡。
马歇尔感到，自己的“公正调处”的外衣，正在由周恩来一层层地剥去。自己像一个赤身裸体的野蛮人，暴露在正大光明之处。
作为谈判对手，马歇尔从心底十分佩服周恩来的智慧，佩服他的政治判断，更佩服他的人格和处事方法。但是，作为代表美国政府利益的他，只能各为其主。沉默一会儿，他说：我也很坦率地说，如果中共不能接受政府停攻张家口，立即召开三人小组会及非正式五人小组会，那么，美方将无法调解。马歇尔以为，自己提出退出国共和谈是给国、共双方都能施加压力的有效武器。“共产党也需要他”，周恩来是不会同意他退出的。
然而，周恩来没有回答马歇尔的威胁，他说：我要指出，停攻张家口应为永久的。我将作一书面答复，交你转蒋主席。虽然我对你最近的声明有些不满，但我不是指你在调处中的全部努力。我愿意把这一点说清楚。
马歇尔立刻意识到，在周恩来面前，自己已成了国共谈判多余的人，极大的失落感一下涌上心头，肚子好像也空了许多。他对周恩来说：“我想，我以个人的名义请您和您的同事共进午餐，可以吗？”
午餐时，马歇尔一个字都未提到“和谈”二字。从此，作为国共和谈的主角之一，他黯然退出了国共和谈的周旋。
餐后，周恩来一行离开了吉伦公馆。
马歇尔送周恩来出门时，已失去刚到上海时的急于见到周恩来的热情。他一想到自己苦心策划的“扶蒋容共”、“扶蒋压共”、“有条件援蒋”一系列的政策在周恩来面前遭到的失败，就有一种莫名其妙，不可言语的冲动……
“下一步斗争策略，应从‘逼美压蒋’转到进一步‘逼美退出’上来了。”周恩来坐在里汽车对章文晋说。
会谈后，周恩来拟定了《周恩来致马歇尔备忘录》，就实行停战和实施政协决议以解决当前危机，提出了11点意见。