不久，李克农离开陕北，转战武汉。
　　1937年4月8日，汉口日本租界89号，这是八路军武汉办事处，也是中共长江局机关所在地。时任秘书长的李克农收到陕甘宁边区政府主席兼八路军驻西安办事处主任林伯渠发的一封电报——“张国焘借祭黄陵之机擅自到西安，并不住办事处！”电报中还报告说，国民党方面已安排张国焘乘火车去汉口。李克农将情况反映给周恩来，决定在汉口截住张国焘。

  当晚，李克农等人分乘两部小汽车到火车站拦截张国焘。晚7时，火车准时到站。李克农等四人分别站在车厢门口，瞪大眼睛注视着每一个下车的旅客，可就是没见到张国焘。他们又走进车厢分头去找，也未见张国焘影子，只好回办事处向周恩来报告。李克农估计，因为林伯渠知道张国焘要坐火车到汉口，张国焘怕中共方面有人去接，就又回西安了。周恩来说：“有可能，但你们明天照样去接。”
　　4月9日，李克农等人又按时来到火车站，还是没有见到张国焘。4月10日，仍然空手而返。4月11日，李克农给大家鼓气说：“今天再去接一次，一定要把他接来。”

 
李克农

　　晚7时，当由西安开来的客车到站后，他们四人又分头注视着每一个下车的旅客。终于在最后一节车厢里发现了张国焘——车厢的一头，坐着一个面带愁容的中年人，此人正是张国焘。李克农一见，急忙走上前去，十分客气地对他说：“张副主席，我们是周副主席派来接您的。”张国焘一听马上露出惊恐的神色。护送张国焘的两个国民党特务，见李克农身后站着两个全副武装的八路军军官，心里害怕，不敢做声。
　　李克农等人把张国焘和他的警卫员张海请下车，要他们坐上小车去办事处。张国焘执意不肯去，一定要住在外面。

　　周恩来等对张国焘进行了耐心批评和劝说，希望其回心转意。可张国焘去意已定，不但对任何好言劝说都听不进去，还多次借机逃跑。李克农和张国焘就在武汉街头玩起了“捉迷藏”的游戏，而张国焘每次都被李克农找到，并接受新一轮的劝告。中央最后决定给张国焘三条出路：回延安工作；向党请长假，休息一段时间；永久开除党籍。