周恩来为此和博古沟通人选问题，博古说：“我是重才不重人，用人就不疑人。”
在第三天的会上，周恩来表态说：“还是潘汉年比较合适。中央苏区几次谈判他都谈得很成功，何况这次是他开了好头，再换人对谈判本身也不利。”博古支持周的意见。最后毛泽东也同意了。临别的谈话1936年9月23日，潘汉年去向博古辞行。
博古语重心长地对潘汉年说：“我派你和陈云去莫斯科后，毛、周都焦急地等待回音。你脑子里带密电码，又以谈判代表身份回国，走比较安全的路，晚到一两个月，是无可非议的。但你却晚回来九个月，在这九个月里发生了这么多事情，和共产国际执委会又联系不上，你说毛能不生气吗。
你在向张闻天汇报时，一再说王明交待的任务，要中央把国共合作、联合抗日放在第一位。这种说法不准确，国共合作联合抗日是中共中央首先提出来的，不是王明。王明不了解国内情况，在国外指手画脚，想指挥国内，毛泽东对这种做法最反感。中共中央和驻共产国际的中共代表团之间的关系，以前，临时中央一直把王明看成是上级，是共产国际负责处理中国问题的主要领导人，所以，一有问题就请示他。但是现在看来这个概念错了。到陕北后毛泽东明确表示：驻共产国际的中共代表团是中共中央的一个派出机构，是受中央领导的一个部门，因此它的一切活动，都必须首先取得中共中央的批准，中央政治局可以根据需要撤换代表团成员。
这次你身负重任前往白区和陈果夫谈判，凡事要提高警惕，谨慎从事，大事小事先报告周恩来，批准后再办。今后我们两人少来往，你不论走到哪里，写文章谈话都不要谈到我。现在已经有人说你是我的人，这对你今后很不利。”
次日，潘汉年离开陕北前往南京。以后博古和潘汉年之间，除了公务，再没有私交了。潘汉年的结局1949年上海解放，潘汉年首任上海市常务副市长。1954年，发生“高饶事件”。在对饶漱石审查中，发现他有叛党嫌疑，于是认定饶为国民党在华东的代理人。接着联系到上海市公安局在利用投诚自首人员上有重大问题，逮捕了上海市公安局长杨帆，从而开始追查负责公安工作的上海市常务副市长潘汉年。
1955年3月下旬，在北京召开中国共产党全国代表大会，毛泽东在简短的开幕词中，对当时的国际国内的阶级斗争形势做出了十分严峻的估计，并表示即将在全国范围进行一次大规模肃反运动的决心。
1955年4月1日，潘汉年找陈毅谈了他在1943年被李士群、胡均鹤挟持去会见了汪精卫的事情，说明了后来长时间没向组织上说明的原因，并把一份自我检讨的材料交给陈毅，请他转呈中央。
4月2日，陈毅赴中南海，向毛泽东报告了潘汉年交待的事情，并交上潘汉年写的材料。毛阅后，提笔在材料上批示：“此人从此不可信用。”随后，在当天下午毛又指示：“立即逮捕审查潘汉年。”这是建国后制造的第一起“反革命”大冤案。
潘案发生后，周恩来指示总理办公室副主任立即组织一个小组，在李克农领导下，对潘汉年的政治、历史、历年活动进行全面审查。专案组进行了一年多时间的全面调查，于1955年4月29日，李克农向中央政治局和书记处写了正式报告。报告提出了有力的五大反证：
一、中央一再有打入敌伪组织、利用汉奸、叛徒、特务进行情报工作的指示。
二、潘汉年利用袁殊、胡均鹤、李士群等都有正式报告。
三、是他提供了决策情报，其中包括德国进攻苏联时间的准确情报等。
四、组织机密一直未被泄露，直到上海解放。
五、潘汉年所属的重要关系，当时还正在起着绝密的现实作用，这是毛主席、周总理所知道的。
但是，这个实事求是的报告，在当时并未引起重视。相反，1962年1月30日，毛泽东在七千人大会上的讲话中，对潘汉年作了“定性”结论。
毛说：“有个潘汉年，此人当过上海市副市长，过去秘密投降了国民党，是一个CC派人物，现在关在班房里头，但我们没有杀他。”
潘汉年在监狱和劳改农场度过了22年后，于1977年4月14日带着“无期徒刑”的结论病故。
直到党的十一届三中全会后，陈云同志建议复查此案，重新看到李克农同志给中央的报告，及一些尚健在的老同志的旁证。1982年8月23日，中共中央发出“关于为潘汉年同志平反昭雪恢复名誉的通知”。