軍事上的失利，政治上的失意，帶來了心態上的失衡。從全國一人之下、萬人之上的顯赫地位，一下子降為平頭百姓，自然痛苦不堪，多日裏神情恍惚，情懷抑鬱。不過，由於豁達的個性使然，過了一些天逐漸也就想通了，覺得到國外走走，換換環境，調整一下心態，確也十分必要。隻是，以他現時的身體狀況，又怎能堅持得了呢？這也進一步堅定了他戒毒的決心。
於是，他偕同於鳳至、趙四小姐和端納，一起到了上海。平時，端納與他交談都用英語，但此時為了勸說少帥戒毒，卻改用漢語交流。他勸誡張學良：趁此下野出國機會，洗心革麵，戒除毒癮，迅速恢複健康，重振體魄和精神，發憤圖強，做一名真正的大丈夫！端納的漢語盡管不怎麼地道，但“大丈夫”三個字，還是說得既真切又響亮，使少帥受到了很大觸動。
宋子文對他的戒毒也非常關心，在海闊天空、旁征博引，廣泛羅列吸毒的危害之後，以十分懇切的口吻，說道：
漢卿！出國之前，我勸你一定要戒除毒癮，這不僅是為了你本人的健康，而且，也關係到國家的體麵、觀瞻。你不要忘了，日本人叫我們是“東亞病夫”啊！
這番話對張學良的刺激是異常強烈的：自己雖然被迫下野，但終究還有個“全國陸海空軍副總司令”的名頭，在外國人眼裏，他仍是整個國家的代表。如果真的給人一副“東亞病夫”的形象，那麼，國家的尊嚴何在？西方人甚至會說：怪不得他陣前輸手呢，原來是病夫治軍，無力抵抗啊！
他想到，一些百對戰疆、邊關垂老的將軍，歸田解甲，滿身都是出生入死的刀劍瘡瘢；而同是軍人，在自己的身上，卻遍布著荒唐歲月留下的嗎啡針痕，真是莫大的諷刺！他深深地以此為辱，不禁滲出了一身冷汗。
與此同時，他的腦子裏又閃現出那個令世人不齒的“傅滿洲”的形象。這是德國作家阿瑟沃德筆下的一個中國人。在這個大煙鬼的身上，集中了“東亞病夫”的一切惡習和種種醜態形象。他以毒品販子的身份，通過各種卑劣手段在西方世界裏闖蕩，尤其是專門利用鴉片煙來對付敵手。—這原本是西方殖民者和日本侵略軍對付中國人的手法，卻反轉過來成了中國人的無恥伎倆。出於強烈的愛國赤忱，少帥想到，如果自己不能迅速地從這支醜陋的隊伍中脫離出來，豈不是丟盡了偉大的中華民族的臉麵！
戒毒，在當時有幾種方式可供選擇：效果最好的當然是直接戒斷，這又可分為“頓戒”與“漸戒”兩種。“頓”、“漸”是借用禪宗的詞彙，亦即立即戒除與逐漸戒除。前者經受折磨非常厲害，非有特大決心、特別堅強的毅力，是難以奏效的；後者，曠日持久，毒品劑量逐日遞減，最後達到戒除目的。此外，還有一種藥物替代法，即用一種與鴉片、嗎啡性能相仿，但無依賴性或依賴性很弱的藥物來取代已經成癮的藥物，然後逐漸減少劑量，直到完全停用為止。
“一朝被蛇咬，十年怕井繩”。替代藥物，他是決然不肯再用了。“漸戒”的方式，雖然痛苦較輕，易於施行，但需遷延時日；他此刻的心理，是即使痛苦至死，也要立即擺脫毒害，“放下屠刀，立地成佛”，又兼出國行期在即，也不容許他逐漸戒除。這樣，就唯有“頓戒”之一途了。
立地成“佛”
決心是下定了，但以他的病弱之軀，是否能夠承受得起這場巨大的風險呢？於鳳至深感擔心，因而勸他還是聽聽醫生的意見，再作定奪。
話音還沒有落地，少帥登時色為之變，猛地從沙發上站起來，怒氣衝衝地吼叫著：“什麼醫生？我算是領教過了，我再也不相信他們！我的命運，由我自己來主宰！”這突如其來的暴怒，嚇得周圍的人都噤不作聲。大家知道，上次戒煙，就是因為過於相信醫生，結果染上了更為厲害的嗎啡毒癮，至今他猶有餘憤。過了一會兒，少帥也覺得這樣發火有些過分，加上端納的耐心勸說，便也同意請個醫生來幫助戒毒。
兩天過後，宋子文就為他請來了德國的戒毒名醫米勒博士。他對張學良早聞令名，很佩服這個統兵數十萬的年輕將領；後來，聽說他染上了吸毒惡習，深深為之痛惜，決心幫助他擺脫這場厄運。經過全麵檢查，認為張學良隻是虛弱，並無其他疾病，可以放膽、放手戒毒。
他按照慣例，事先鄭重告誡患者：“戒除毒癮，是個極其痛苦的過程，要有足夠的思想準備。成功與否，關鍵在於有沒有堅定的意誌。”
少帥苦笑了一下，幽默地回了一句：“東三省都讓我丟光了，現在所剩的就隻有意誌了！”
在正式戒毒前，米勒與少帥約法三章：
夫人於鳳至和趙四小姐必須同時戒毒；
戒毒期間，醫生有節製衛隊與隨從人員的權力；
暫停私人醫師的工作，任何人不得擅入病房。
少帥毫不猶豫地答應照辦，並親手寫下“陋習好改誌為鑒，頑症難治心作醫”的條幅，以表示一己的決心。最後，還當著眾人的麵，把子彈上膛的手槍放在枕頭底下，然後，發出嚴厲的警告：
你們記住，從我戒治之日起，無論任何人，看見我怎樣的難過，也不許理睬我，如果有人拿毒品給我的話，我馬上拿這支手槍打死他！
米勒博士采用了“以毒攻毒”的方法。先是從患者肛門輸入麻醉藥與其他藥物，使之沉沉入睡；待麻醉藥漸漸失去鎮痛效用，病人腸胃裏開始翻江倒海，胃壁痙攣，腹痛難忍，肌肉抽搐、劇痛，內髒宛若打了結，起了皺，就像一條條糾纏在一起的長蛇在體內搏鬥，由此引起強烈嘔吐、腹瀉，每天多達數十次。經過這一番折磨，再給病人服藥，使其全身發生水泡，然後從水泡中抽出液體，注射到病人體內。之後，一麵抽出帶有毒素的腐血，一麵注入新鮮血液。
戒毒伊始，最為難熬。第一天晚上，少帥在屋內毒癮發作，“咚咚咚”地，一個勁兒地用腦袋撞牆，這聲音像利劍一般刺痛了守候在門外的人們的心。漸漸地，“咚咚”聲越來越小，頻率越來越慢，最後，屋裏沉寂下來，一點聲音也沒有了。少帥後來回憶說：“米勒這個人，膽子很大。我的部下看到我痛苦的樣子，要揍他。他們對米勒說，‘你要是把他治死，你的命也沒有了，你明白嗎？’”
米勒博士進入房間，隻見少帥雙目緊閉，渾身抽搐，知道他正在忍受著常人不能忍受的痛苦，從心底裏佩服他意誌力的堅強。事後，少帥說：
一個人哪，能夠把大煙戒掉了，那人就了不得。我跟你說，戒煙時難受得什麼似的，那滋味說不出來。那肉就好像燙了以後沒有皮膚一樣，大便時都不敢坐，皮膚不敢碰任何東西，那可真疼啊！
痛得撕心裂肺，萬箭穿心一般，哀號啊，呻吟啊，不管你怎樣折騰，怎麼熬煎，“狠心”的米勒也不為所動，像沒有看見一樣。由於少帥的手腳都被緊緊地綁縛在病床上，動彈不得，疼得實在熬不住了，他就用牙齒撕衣服，咬胳膊，衣服都被咬爛了，胳膊咬得青一塊紫一塊的。通身大汗淋漓，把床鋪和墊子都浸濕了。人們都說，沒有關雲長“刮骨療毒”的精神，任誰也挺不過去。
就這樣，一連七天七夜，經過一番死去活來，真是“一佛出世，二佛升天”，終於脫離了苦海，戒除了毒癮。
少帥說：“我的毒癮戒除以後，好像全身的血液換了新的一樣，但四肢仍是無力，身體還虛弱得很。”
又經過了一段時間的休養，體重迅速回升，精神麵貌和身體狀況也大大改善了。一個月後，如同脫胎換骨一般，少帥又恢複了往日的瀟灑神態。
為了表達感激之情，他特意送了五萬塊大洋給米勒博士。