1969年10月20日，中苏两国外交部副部长级的边界谈判在北京正式举行。参加谈判的中国代表团先后由外交部副部长乔冠华、韩念龙、余湛率领；苏联代表团团长先后为外交部第一副部长库兹涅佐夫和副部长伊利切夫。谈判中，苏方代表对于沙俄强加于中国的条约蓄意挑起争论，不承认这些条约的不平等性质。同时，也不同意以这些条约为唯一基础解决中苏边界问题。对于周恩来和柯西金于1969年9月11日在北京会谈时达成的谅解和协议，苏方则出尔反尔，拒绝履行，甚至根本否认周恩来与柯西金经过会谈达成的明确的谅解。
由于苏方代表的这种态度，长达9年的谈判基本没有取得结果。自1978年7月以后，中苏边界问题谈判处于休会状态。这是继1964年之后，中苏边界问题谈判的第二次失败。
美国抓住时机释放友好信号
这种状况，耗费中苏两国的大量精力和财力，影响经济发展和两国应有的对外正常交往，对中苏双方都是极为不利的。但问题的根源在苏联而不在中国，中国在这场边境武装冲突中是被动的，是受侵害者。
而在此期间，美国静观中苏军事对抗与外交谈判的变化，通过各种渠道发出了缓和中美关系的信号：1969年7月，美国宣布对中美之间的人员来往和贸易交流放宽限制；10月，美国宣布停止派驱逐舰到台湾海峡巡逻；12月，美国驻波兰大使表示愿意同中国代办会晤。
