为了给解放军做内应,李茂堂向胡宗南主动请缨,由他代表西北军政长官公署和西北绥靖公署暂留西安,统一指挥有关各方有序疏散,并监督实施摧毁西安的“玉石俱焚”计划,最后再去宝鸡与胡会合。胡宗南特意留下大批人员、物资、钱财和飞机由他调度指挥。
1949年5月中旬,当胡宗南得悉解放军已占领渭河北岸,正向西安推进,便挟持陕西省主席等人登机飞汉中。但是胡并没有听到西安剧烈的爆炸声,在西安地下党的配合下,李茂堂和西情处彻底粉碎了胡的阴谋,他们挖出了胡宗南部逃跑前埋下的炸药,使文化古城西安免遭破坏。人民解放军兵不血刃,拿下了一个完好如初的西安。胡宗南听到的是欢庆解放的锣鼓和鞭炮,为此他在台湾遭到国民党的审判。