10月19日，張學良和趙四小姐在重慶登上專機，負責押送的是軍統局重慶辦事處主任張嚴佛。專機中途在武漢落地加油。專機再度起飛之後，卻沒有在南京降落，而是飛越台灣海峽，降落在台北鬆山機場。這時，張學良方知到了台灣。
其實，事先張嚴佛就接到南京保密局局長鄭介民、副局長毛人鳳的電報指示，要把張學良從重慶押往台灣。為了避免在押解途中發生意外，就騙張學良說是飛往南京。
張學良一到台北鬆山機場，就有專車等候，把他和趙四小姐立即送往新竹縣五峰鄉井上溫泉。軍統局事先在那裏安排好禁所，並配備了看守特務和憲兵。
軍統局是在根據蔣介石的指令行事。起因是1946年1月10日至31日，政治協商會議在重慶召開，中國共產黨代表周恩來在會上指出，應當立即釋放張學良、楊虎城兩將軍。此後，隨著1946年12月12日西安事變10周年紀念日的臨近，全國要求釋放張學良、楊虎城兩將軍的呼聲越來越高。為了避人耳目，蔣介石在1946年10月19日指示軍統局把張學良秘密押往台灣。
據當時看管張學良的軍統特務張嚴佛後來回憶：“張學良被幽禁在台灣新竹縣井上溫泉山區。這是一個風景區，樹木參天，峰巒起伏，當地多數居民為高山族，離新竹市約五六十華裏。那時，張學良和趙四小姐住在一起。軍統局負責看守他的由劉乙光指揮的看守人員有十餘名，另有武裝憲兵一個連。生活方麵，據說蔣介石指示盡量照顧他，還說是叫他讀書修養。因此，張學良表麵上可以到附近十華裏或更遠一點範圍內散步、釣魚，平時可以打網球、遊泳或做其他運動。他經常可以通信（與外界要被準許的），並準許接見（客人）和接受送給他的煙、酒、日用品、食物。除有時由蔣介石、軍統局派人陪他講學、讀書之外，他經常訂閱《大公報》、《‘中央’日報》及台灣當地報紙，他自己以及軍統局替他買了不少的線裝書和中外書籍。飲食方麵，煙酒等不受限製。我看守他一個月中，和他一起吃飯，大概吃的和過去差不多，可以聽他自己選擇。據毛人鳳、劉乙光平時和我談起張學良的生活飲食起居、接見通信以及所謂修養讀書，和他同案但不關押在一起的楊虎城將軍則完全兩樣，楊將軍備受精神虐待，對張學良表麵上較寬。”
1946年12月15日，台灣省主席陳儀前往新竹看望張學良。張學良依然充滿憂國憂民的情懷，對陳儀講述了關於中日曆史症結及對未來發展的看法。張學良在日記中寫道：“彼對中日問題，有深刻認識，特殊見解。言到吉田鬆陰對日本尊王，吞華思想之提倡，伊藤博文、後藤新平吞華之陰謀，被認為日本侵華思想一時難為消除，美國亦將上日本人的當。”這清楚表明，在西安事變10年之後，張學良仍對日本軍國主義的複活保持高度的警惕。
禪園花園景觀餐廳門口牆上所掛的張學良和趙四小姐1947年在台灣的照片，實際就是在新竹縣井上溫泉囚禁處所拍攝的。那年5月，莫德惠獲準前去探視張學良，拍攝了這張照片。從照片可以看出，那是一幢日式房屋。這幢黑瓦日式平房，約150平方米。
1949年1月21日蔣介石宣布下野，李宗仁任代“總統”。李宗仁立即安排與中共和談，並發表了八項主張，其中有“釋放政治犯”，提出恢複張、楊自由。1月25日，張學良從看守劉乙光給的《申報》中，讀到八項主張。張學良在日記中記下：“23日《申報》載，政府明令，餘及楊虎城，恢複自由。”
然而，軍統局根本不把代“總統”李宗仁放在眼裏，毛人鳳等居然宣稱“不知張、楊在何處”！
由於莫德惠曾經對《大公報》記者言及張學良關押在台灣新竹，一時間媒體據此曝料。軍統局於1949年2月2日淩晨3時把張學良從新竹押往新竹機場，因天氣惡劣，直到上午11時才起飛，12時10分抵達台南岡山鎮機場，轉移到高雄要塞，藏在兵舍之中。直到風頭過去，才於1950年把張學良重新押回新竹井上溫泉，直至1957年10月被轉移至高雄市西子灣。