入狱后，陈独秀一直坚持反日反国民党的立场，因此对中共1935年“八一宣言”后的政策转变，开始并不理解，曾作文攻击“八一宣言”是个“丢丑的文件”，“利用帝国主义之间的冲突”而“亲英反日”，“是可耻的选择主人的态度”。“西安事变”蒋介石被扣消息传来时，陈独秀像儿童过年那样高兴。他托人打了一点酒，买了一点菜，对同狱的人说：我平生滴酒不喝，今天为了国仇家恨，我要痛饮一杯。他先斟满一杯酒高举齐眉说：大革命以来，为共产主义而牺牲的烈士，请受奠一杯，你们的深仇大恨有人给报了；然后，他把酒奠酹在地上。他又斟了第二杯，呜呜咽咽哭起来说，为二位已经牺牲的儿子酹酒。情景十分感人。在场的濮德志说：“人们见过他大笑，也见过他大怒，但从未见过他如此伤心地痛哭失声。”他一边哭一边说：“我看蒋介石这个独夫，此次难逃活命。东方国家的军事政变，很少不杀人的。”后来蒋被释放回南京，他又说：看起来蒋介石的统治是相当稳固的。

　　1937年“七七事变”后，日本帝国主义为实现其三个月灭亡中国的野心，又向上海进攻，并轰炸南京。陈独秀的牢房有一次也被震坍屋顶，他躲到桌子底下，幸免于难。后来见到去探望他的陈钟凡，还谈笑自若。于是，陈与胡适、张柏龄等联名保释他。当局要他具“悔过书”，他闻之大怒说：“我宁愿炸死狱中，实无过可悔”，并拒绝人保，说“附有任何条件，皆非所愿”。但是，国民党在“释放一切政治犯”的巨大压力下，被迫在8月23日释放了陈独秀。为了保全他们的面子，国民党政府在宣告陈独秀减刑释放的内部“指令”、“训令”和公布的“明令”中，都强调陈独秀“爱国情殷，深自悔悟”。陈出狱后发表声明表示：“爱国诚未敢自夸，悔悟则不知所指”；“我本无罪，悔悟失其对象；罗织冤狱，悔悟应属他人”。
　　陈独秀出狱时，面对祖国危亡和国民党被迫抗战的严重形势，思想发生重大转变，主要表现在两个方面：(一)由打倒国民党转变为“拥护国民党政府领导抗日”。出狱后，他在南京、武汉多次发表讲话、文章，宣传抗战，提出“民族利益高于党派利益”；各党派“一致承认国民党一党政权及其对于抗日战争之军事最高统率权”。(二)由反对国共合作转变为拥护国共合作。出狱后，陈独秀两次主动地找到当时在南京筹备八路军办事处的叶剑英、博古，表示“赞成抗日民族统一战线政策”。这无疑是一个180度的大转变。多年隐居的罗汉也主动出来为陈独秀与共产党重新合作抗日而奔走，并在叶剑英等的建议下，亲自奔赴延安，因山洪被阻西安。经电报联络，中共中央以为陈独秀要回到党内，就由毛泽东、张闻天签署提出三个条件，要求陈：(一)公开放弃并坚决反对托派全部理论与行动，并公开声明同托派组织脱离，承认过去加入托派之错误；(二)公开表示拥护抗日民族统一战线政策；(三)在实际行动中表示这种拥护的诚意。
　　张国焘在解释三个条件时说，托派中愿意恢复中共党籍者，须公开脱离托派并承认已经参加托派的错误；不愿恢复中共党籍者，可以与中共在党外合作，支持中共的抗战政策。中共中央也不再对抗日的托派人物采取敌视态度。
　　但是，陈独秀在闻知三条件后，十分不满，说：“我不知过从何来，奚有悔！”尽管如此，当时在克服了左倾错误的中共中央与拥护国共合作的陈独秀之间，的确出现了从未有过的良好气氛。自然，从当时陈独秀发表的文章看，在抗日问题上他与党作一定程度的合作是可能的，但要他拥护党的全部革命理论和路线，甚至回到党内，没有可能。因为他思想深处仍坚持欧洲马克思主义“城市中心论”的观念，看不起游击队和农村抗日根据地，不承认中共是无产阶级政党，讥笑毛泽东思想是“山上马克思主义”。不过这些思想上的深刻分歧还没有表现出来，而且也不是当时时局要解决的紧迫问题。