空军副参谋长胡萍偷偷将总理追查256号飞机的情况用保密电话报告了周宇驰，周宇驰立即将情况转告林立果。这一下林家顿时紧张无比，林彪定了定神指挥叶群：“你立即给总理打个电话，稳住他。让立果通知胡萍，256号绝对不能调走，然后你们多带些文件，南下广州另立中央看来不行了，我们马上直接北上。”
11点40分，叶群的电话经军委台转到了周恩来。叶群说：“总理，林彪同志让我向你报告，他想动一动。”
周恩来像往日一样平和：“是空中动还是地上动？”
“空中动。”
“有飞机吗？”
叶群开始说没有，但立即改口说：“有，有一架专机，是我儿子坐着来的。
他父亲说，如果明天天气好，要上天转一转。”
“是不是要去别的地方？”
“原来想去大连，这里的天气有些冷了。”
“晚上飞行不安全。”
“我们晚上不飞，等明天早上或上午天气好了，再飞。”
“别飞了，不安全，一定要把气象情况掌握好。”周恩来还说，“需要的话，我去北戴河看一看林彪同志。”
这一下叶群警觉了，有些慌乱：“你到北戴河来，林彪同志就紧张，更不安。
总之，总理不要来。”
周恩来放下电话，马上又让话务员接通了吴法宪，命令他：“你立即准备两架飞机，如果林彪要起飞，我到山海关去拦他。”
当叶群将她与周恩来通话的内容报告林彪后，林彪马上做出反应，他对贴身警卫李文普说：“今晚反正也睡不着了，你准备一下东西，我们马上走。”
与此同时，林立果给周宇驰打电话：“首长马上就要走，你们越快越好。”
9月12日晚11时前后，王飞、于新野按照周宇驰的布置，正在空军办公大楼西三楼南侧最西头的办公室里，研究第二天去广州的行动计划。周宇驰在电话里对王飞说：“暴露了，不搞了！”王飞接到电话立即宣布南下计划作废。周宇驰通知完王飞，即同于新野、李伟信往沙河机场找直升飞机。
接近午夜零点的时候，林彪出了房门，向防空洞走去，在那里上了红旗轿车。同坐一车的还有叶群、林立果、李文普和刘沛丰。
上车后林彪问林立果和李文普：“到伊尔库茨克有多远？”
林立果答：“很快就到。”
林彪问完，汽车便开动起来。守候在58号楼附近的8341部队人员向汽车挥手，示意司机停车。司机叫杨振刚，原为叶群开车，后为林彪开车。叶群对司机说：“8341部队对首长不忠，冲！”汽车猛地加速，冲过马路。中队长萧奇明见此情景，举枪向汽车尾部连开两枪，情急中他早忘了这是红旗防弹车，别说是手枪，就是两颗手榴弹投到车上也无济于事。事后验证，他那两枪都打在汽车后挡风玻璃上，玻璃上留下两个白点。后来周恩来批评萧队长，在没有得到明确指示的情况下不应开枪。
坐在前座上的李文普，在汽车驶过58号楼不远处突然喊道：“停车！”司机不知发生了什么事，立即放慢车速，车还没停下，李文普已经拉开车门，跳到地面上，随即枪声响起——他被林立果开枪打伤。
林彪的车子取道海滨路，奔向山海关机场。8341部队的战士们在中队长萧奇明、大队长姜作寿和副团长张宏的带领下，先后乘坐吉普车、卡车和吉姆车以最快的速度紧追，但都没有追上。
到9月13日零点32分，北戴河的警卫部队报告，林彪不顾警卫部队阻拦，已乘三叉戟飞机强行起飞了！山海关机场曾三次请示李作鹏，李作鹏都没有下令停止起飞。周恩来一听这个消息，马上出去打电话报告了毛泽东，并请示了一些事情，回来后对李德生说：“林彪乘飞机逃跑了！”他命令李德生立即赶到空军司令部，代替他坐镇指挥，随时报告情况，吩咐道，“你24小时都不能离开！”
周恩来同时派杨德中随吴法宪去西郊机场掌握情况，派纪登奎去北京军区空军司令部。周恩来还发布了“禁飞令”：关闭全国机场，所有飞机停飞，开动全部雷达监视天空。
周恩来问指挥所调度员：“用无线电向256号飞机呼叫，他们能不能听到？”
调度员说能听到。
周恩来说：“我要对潘景寅（已知潘为此机驾驶员）讲话，请你给我接上。”
调度员说：“他开着机器，但不回答。”
周恩来说：“那就请你向256号飞机发出呼号，希望他们飞回来，不论在北京东郊机场或西郊机场降落，我周恩来都到机场去接……”
调度员报告周恩来：“他不回答。”
事情到了这一步，周恩来必须当面向毛泽东汇报。
周恩来正在“游泳池”向毛泽东汇报，吴法宪从西郊机场打来电话，说林彪的专机已经起飞30分钟了。飞机向北飞行，即将从张家口一带飞出河北，进入内蒙古。吴法宪请示，要不要派歼击机拦截？
周恩来请示毛泽东：“怎么办？打不打？还在射程之内。”
毛泽东眼望空处，烟雾缓缓地从他口中溢出，他像是自言自语，其实是说给周围的人听：“不要打，天要下雨，娘要改嫁，都是没有法子的事，由他去吧。”
凌晨1时50分，256号飞机飞出国境，进入蒙古人民共和国境内。
为了毛泽东的安全，周恩来立即送他到人民大会堂北京厅暂住。
毛泽东要周恩来把在京的政治局委员召集到人民大会堂开会，他们到后，周恩来首先告诉他们，毛主席已于12日傍晚回到北京，接着向政治局委员们讲了夜里发生的事，说林彪坐飞机跑了，要大家做好应付万一的准备，作了紧急战备部署。为了毛泽东的安全和健康，他请毛泽东休息，不参加这次政治局会议。
这时又出现了新的情况。林立果的死党周宇驰接到林立果要他北逃的命令后，立即同江腾蛟、王飞、鲁珉等撕毁原来准备南逃的人员名单和会议记录。他自己伙同于新野、李伟信以执行任务为借口，窜到沙河机场劫持了一架直升机，携带大量机密文件和美元向北飞去。3点15分，沙河机场向中央报告。
周恩来得知后报告了毛泽东，毛泽东问：“又是哪几个？”
周恩来说：“有周宇驰、于新野……”
这下毛泽东大为震怒，下令：“拦截回来，迫降，不听就打下来！”
由于驾驶员陈修文发现了周宇驰等人的阴谋，机智地骗过他们，将飞机开回北京郊区上空，最后在怀柔县境内降落。不畏强暴的陈修文同周宇驰等人进行了殊死的搏斗，最后中弹身亡。周宇驰和于新野开枪自杀，李伟信被当地军民捕获。
深夜3时左右，根据毛泽东的指示，周恩来在人民大会堂主持召开中央政治局会议，宣布林彪叛逃事件，紧急布置了应变措施。他要求所有在京的政治局委员，一律集中到人民大会堂办公。
9月14日中午，连续紧张工作了50多小时的周恩来，才有机会躺下。可电话铃声又响了，秘书只好轻轻推醒他。外交部报告：刚刚接到驻蒙使馆的一份电报。周恩来让秘书念给他听。
报告中说，林彪所乘的256号三叉戟飞机13日凌晨2点30分在蒙古温都尔罕附近坠毁。机上八男一女全部死亡。
周恩来的疲倦一扫而光，大步向屋外走去，他对汪东兴说：“得到了一个重要消息，你是不是马上去报告毛主席。”
当汪东兴将情况报告毛泽东时，毛泽东还有些疑惑：“这个消息可靠不可靠？
为什么一定要在空地坠下来？是不是没有油了？还是把飞机看错了？”
汪东兴回答：“飞机到底是什么情况，现在不清楚，大使准备去实地勘察。
目前还不知道飞机是什么原因坠落下来的。”
毛泽东又问：“飞机上有没有活着的人？”
“这些情况都不清楚，还要待报。”
毛泽东的表情终于轻松一点。
林彪抛尸荒野，余党全部就擒
林彪叛逃后，周恩来立即给各大军区打电话，回话最快的是许世友，他在电话中向周恩来保证：“报告总理，我已下令占领南京的全部机场，请总理放心。”
第二个表态的是心虚的广州军区司令员丁盛。丁盛不知周恩来在人民大会堂，电话仍然打到总理办公室。那天正好是纪东值班，纪东接完电话，就电告在人民大会堂警卫周恩来的高振普，说：“不知怎么搞的，丁盛在电话上说，我无限忠于毛主席闹革命。”高振普将纪东的电话转告周恩来，周恩来第一个反应就是，纪东已经知道这件事了。他当即让高振普通知纪东搬到大会堂来住，以防消息外漏。
周恩来严守此项秘密，连邓颖超也不让知道。周恩来在人民大会堂一住就是好几天，邓颖超忍不住打电话来问，为什么总不回去，她担心的是周恩来的身体。她特意让秘书提醒周恩来上厕所，不要忙起来就憋尿，搞垮了身体。这是有过教训的。1961年，正是我国粮食困难时期，为了保证干部不害浮肿病，周恩来决定从东北调一批大豆给中央机关司局级以上干部补充营养，因而减少了大豆的出口量。当时一个东德的代表团团长同周恩来谈判，非要增加对他们的大豆出口不可。虽经周恩来反复解释，他们仍坚持多要，双方争论很久，周恩来憋着尿不停地说服他们。因为憋得太久，引起了尿中毒。以后查出周总理患了膀胱癌，不能不说与这些事有关。
周恩来在人民大会堂找吴法宪谈话，要他汇报一下256号三叉戟飞机失事的情况。吴法宪心中害怕，吞吞吐吐，讲不出个究竟，就推说不知道。周恩来严厉地批评他：“你到现在和党还不是一条心。”
随后，周恩来交给吴法宪一些照片，交代他到空军找一些真正懂技术的人，对飞机失事原因进行详细的研究。吴法宪回到空军，就叫训练部长王海牵头，组织了一个专家班子，承担研究任务。
就如何处理同林彪有密切关系的黄永胜、吴法宪、李作鹏、邱会作等人的问题，毛泽东对周恩来说：“看他们10天，叫他们坦白交代，争取从宽处理。老同志，允许犯错误，允许改正错误，交代好了就行。”
但是，黄永胜等人在10天里既不揭发林彪的罪行，也不交代自己的问题，什么都不坦白。10天后，毛泽东把汪东兴找去，问：“黄永胜他们怎么处理了？
你去问一问总理。”
汪东兴赶到人民大会堂新疆厅，向周恩来作了汇报，说毛主席催问对黄永胜等人的处理情况。
周恩来让汪东兴等一下，等他接见完外宾后，同他一起乘车去见毛主席。他们来到中南海“游泳池”，周恩来向毛泽东报告说，他们在拼命烧材料。
毛泽东点点头：“是啊，那是在毁灭证据嘛。这些人在活动，是要顽抗到底了！”
周恩来对毛泽东说：“我马上办，今天晚上办不成，明天早上一定办成。”
从毛泽东那里出来，周恩来对汪东兴说：“你不能离开中南海，要严加保卫毛主席的安全。我们有事时可以找张耀祠、杨德中，必要时再找你。”
周恩来分别命令北京军区司令部李德生坐镇空军指挥所，北京卫戍区司令部吴忠负责首都紧急战备。因为两位将军之间没有勾通，还造成了误会。
9月13日凌晨5时左右，卫戍区京郊指挥所向吴忠报告，说怀柔县境内发现一架迫降的直升飞机，机上5人，3人已死亡，另外两人被抓获，一名叫李伟信，另一名叫陈士印，是个副驾驶员，请示如何处置。吴忠立即指示他们：“对机降地域实施戒严，保护好现场，没有中央指示，任何人不得接近。同时注意清点机上物资，不要放过任何一个疑点。”
可是仅过了一个小时，京郊指挥所又打电话来说，直升机附近出现了一支空军分队，说是奉北京军区司令员李德生的命令，要进入戒严区。
吴忠一愣，因为按正常情况卫戍区司令是要兼北京军区副司令的，军区可以构成对卫戍区的指挥权，但现在是非常时期，周总理在下达任务时，没有提到李司令员已派出部队；况且李司令怎么直接指挥起空军来了，事情就出在空军上，怎么好让空军部队进入出事现场呢？他越想越觉得有危险，不能不警惕。于是先斩后奏，他给部队下命令，在查明情况之前，扣留所有人员，解除他们的武装。
但是要有礼貌地接待空军同志，告诉他们，我们已奉中央指示处理此事，请他们不要插手。
命令下达之后，他马上给周总理打电话。
周恩来一听吴忠说的情况，竟放开喉咙笑了起来，说：“吴忠同志我没有告诉你，李德生同志是我派到空军去坐镇的。如果真的是李德生同志派的人，请你们好好招待。但在搞清情况之前，暂时不要发还武器。这件事情你处理得很好，就是要保持高度的警惕性。我重申一遍，飞机迫降地域的警戒任务，由卫戍区全权负责。”
吴忠的所有担心一扫而光。
到了下午5时许，现场清理干净。来的空军部队的情况也查实清楚，的确是李德生派来的，因为情况紧急，没有来得及报告中央，因而造成了误会。
根据周恩来的指示，吴忠连夜审讯了李伟信。据他交代：这架直升机起飞后，先是向张家口方向飞行。机上坐着林彪死党周宇驰、于新野、李伟信。驾驶员陈修文发觉他们行动诡秘，有叛逃的迹象，就想往回飞。但周宇驰是懂飞行的，掏出手枪逼迫陈修文继续北飞。就在这时，奉周恩来命令起飞的8架歼—六战斗机临空拦截，并开炮示警，陈修文借口躲避炮火，趁机搞坏了罗盘，重新飞回北京郊区，迫降在怀柔境内。
飞机迫降后，周宇驰发现情况不对，开枪将陈修文打死。周、于、李及另一驾驶员陈士印见大势已去，决计自杀。周宇驰他们提出了两种方式，一种是互杀，一种是自杀。结果都选择了后者。四人把枪对着自己的脑袋。随着周喊“一、二、三”，三声枪响，地上倒下了两具尸体，怕死的李伟信对着天空开了一枪，陈士印根本就没有开枪。
打扫现场的部队还找到一些零星物品，特别是一些信件碎片，都一点一点拼起来。其中有一封林彪给黄永胜的亲笔信，“胜”字只剩半边“生”，缺“月”字旁。吴忠知道此事重大，指示某团团长张前进务必找到。张团长带一个班到现场又找了两个多小时，终于在小雨后泥泞的地上找到了这片比小指盖还小的碎纸。此前，周恩来在人民大会堂曾将这封信给黄永胜看，希望他能悔悟。黄永胜和吴法宪都装糊涂，说没听说空军有叫“黄永生”的人。后来找到“月”字旁，周恩来再次给黄永胜看，黄即瘫坐在沙发上。（参阅刘懋功：《梦回吹角连营》，中共党史出版社；曲爱国：《百战将星——吴忠》，解放军文艺出版社）9月13日深夜，得到林彪出逃消息的许世友立即将军区副司令员肖永银叫到自己家里——中山陵8号，原为孙中山之子孙科的私宅。这里的客厅特别大，住一个排的士兵也不会显得拥挤；楼上的卧室也特别大，足有七八十平方米。但房里空空的，墙皮都开始剥落。许世友站在卧室门口等候肖永银，一见面就神秘地说：“刚才中央办公厅打来电话，说中央跑了个大飞机。向哪个方向跑了不清楚。中央命令我们严密监视，如果落在我们这里再不准起飞。我们所有的飞机不准上天，所有的舰船不得出航。不准跑掉一架飞机，不准跑掉一只船。”
肖永银立即赶到值班室，向下属单位发出命令，要求所有飞机、舰船一律停航。
林彪出逃坠机身亡之后的第三天，许世友被毛泽东、周恩来秘密召进北京。
毛泽东叮嘱他不要乘飞机而是坐火车。半夜2点，他又秘密回到南京。十几分钟后，守在作战部的肖永银再次被召进许世友的家。
