在美國官員獲得中國政府保證陳能夠獲得人道對待之後，陳光誠星期三離開大使館前往醫院治療。但是這個協議迅速受到中國異議活動人士和海外人權團體的質疑。據分析，胡溫已經保證陳光誠安全的承諾，被周永康馬上撕毀，把中共高層的分裂展示在全世界面前。
據華盛頓郵報報導，截至北京時間晚上11點，去醫院同陳光誠交談過的活動人士說，陳被告知，如果他不離開大使館，他的家人將被送回山東並將被打死。美聯社也在醫院跟陳光誠談過，說他想要離開中國，這和美國使館的說法相反。
據早先的報導，陳光誠在美國大使館時，堅定的表示要留在中國。
助理國務卿坎貝爾在聲明中說。「在他知道他的家人安全之後，陳光誠決定離開大使館，並在醫院等著他們。當駱家輝兩次問他是否準備好要走，他說，‘走。’讓我們走。我們都在那裡，見證他做出這個決定。他跟我們大家擁抱並感謝所有人。
克林頓跟陳通了電話。美國官員形容他們的談話「很動情」，他們在聲明中說，希拉里「感到高興我們可以幫助陳光誠留在中國並按照反映他的選擇和我們的價值的方式離開美國大使館。」
美國官員說，中共當局同意調查陳家鄉當地政府的「法外」活動。
人權觀察團體的亞洲研究員貝克林(NicholasBequelin)說。「他們似乎對此承擔了很大的風險。」
星期三(5月2日)北京時間下午三點多，陳光誠在美國駐中國大使駱家輝的陪伴下離開美國使館，前往北京朝陽醫院途中，他給《華盛頓郵報》駐北京記者打了電話，告知記者他一切安好，並跟美國國務卿克林頓通了話，到了醫院與家人團聚。美國官員說，中方承諾保證陳光誠及家人的安全。
一些聽取美國官員簡報的人權活動家說，陳可能是在抵達醫院之後才感受到威脅。「他離開大使館之前是一回事，之後是另一回事。」
滕彪在北京時間星期三晚上8點45分給陳光誠電話，得知他們還沒有得到晚飯。經過與美國大使館通話之後，8點47分，晚飯才送到。
陳的妻子袁偉靜對籐彪說，現在山東老家的看守都不是社會上的人了，看守都變成公安了。
陳光誠說，今天下午外交部的人跟我說，如果我不從美國大使館出來，偉靜和孩子就得回山東去，送他來的人就在附近。
陳光誠明顯感到威脅，晚上10點22分打電話給美國大使館，一直不能打通。
晚上11點前後，籐彪多次打電話給陳光誠，電話斷了。
網友duyanpili說：光誠一家被軟禁在北京朝陽醫院9層了。
據路透社報導，朝陽醫院的柵欄外面站滿了警察。另有報導說，朝陽醫院外佈滿便衣。
美聯社的跟進報導形容陳的聲音是顫抖的(shaken)，恐懼的。同之前在去醫院的車上打電話的語氣判若兩人。據此前接到陳光誠在去醫院途中電話的華盛頓郵報記者描述，當時陳光誠聽起來很快樂，近乎歡唿的聲音，表示自己很好。
對於這一混亂及詭異的局面，中國問題專家章天亮在評論文章中分析認為，從目前的跡象分析來看，胡、溫已經保證陳光誠安全的承諾，被周永康馬上撕毀，把中共高層的分裂展示在全世界面前。
周永康最「聰明」的做法，應該是立即停止迫害、威脅陳光誠及其家人、朋友，假裝對中美協議視而不見。這樣大家還不會立刻聚焦他。但是他這麼做，就是把自己放在火上烤，也等於在世界面前公開展示中共高層的分裂——胡、溫做胡、溫的決定，周永康做周永康的決定。胡、溫答應的條件，周永康可以馬上撕毀。
