6月30日，宋子文抵達(dá)莫斯科，同行的還有胡世澤、沈鴻烈和蔣經(jīng)國等。當(dāng)天，雙方舉行了禮節(jié)性的會談，而且氣氛也相當(dāng)友好，“蘇聯(lián)歡迎禮節(jié)極隆重”。宋子文強(qiáng)調(diào)，中蘇關(guān)系對中國特別重要，因此，恢復(fù)中國同蘇聯(lián)的密切關(guān)系，“實為重要”。斯大林表示，蘇聯(lián)現(xiàn)在已經(jīng)是新人在位。以往，俄國同日本結(jié)盟以瓜分中國，現(xiàn)在，“俄國欲與中國聯(lián)盟以遏制日本。”

但是，7月2日的會談就顯得十分緊張了。據(jù)當(dāng)事人回憶，正式談判開始的時候，斯大林拿出一張紙向宋子文面前一擲，態(tài)度傲慢。隨后說道：“你看過這個東西沒有？”宋子文知道是雅爾塔協(xié)定，說“只知道大概內(nèi)容”。斯大林強(qiáng)調(diào)：“你談問題是可以，但只能拿這個東西做根據(jù)，這是羅斯福簽過字的。”

斯大林出于蘇聯(lián)自身利益的考慮，提出了外蒙古問題。他直言不諱：外蒙古要求獨立，中國政府應(yīng)承認(rèn)外蒙古現(xiàn)狀，蘇聯(lián)不打算吞并外蒙古，亦希望中國準(zhǔn)許外蒙古脫離。蘇聯(lián)雖然多次承認(rèn)外蒙古為中國領(lǐng)土，但是，現(xiàn)在為蘇聯(lián)國防著想，不得不在外蒙古駐軍。以往日本曾試圖從外蒙古進(jìn)攻西伯利亞，所以，我們盼望外蒙古能獨立并且同蘇聯(lián)結(jié)盟，以保障蘇聯(lián)領(lǐng)土安全。斯大林還聲稱，如果蘇聯(lián)在外蒙古問題上得不到滿足，這次會談就不可能達(dá)成任何協(xié)定。

遵照蔣介石的指示，宋子文在會談中不準(zhǔn)備著重討論外蒙古問題。他說，中國政府目前可以不向蘇聯(lián)提請商議外蒙古問題，希望斯大林亦不提這個難題。因為中國任何一個政府如果喪失土地完整，必為國人不諒。宋子文認(rèn)為斯大林沒有理解中國政府關(guān)于外蒙古問題的立場。中國政府無論如何也不能放棄外蒙古，因為這樣做將會使西藏問題復(fù)雜化。如果割讓外蒙古，中國人民對政府將失去信仰。

關(guān)于旅順問題，斯大林出于“顧念中國政府地位”的考慮，同意不用租借方式，由中蘇共管使用，期限為45年。他表示，中東鐵路和南滿鐵路只限于干線，平時不運送軍隊。斯大林還提出，鐵路也由中蘇共管，利益均享，期限為45年。

雙方還討論了國共兩黨問題。宋子文強(qiáng)調(diào)，國民黨政府愿在軍權(quán)、政權(quán)統(tǒng)一之下，容許共產(chǎn)黨參加政府，但領(lǐng)導(dǎo)權(quán)屬于國民黨，而且不能有聯(lián)合政府。斯大林表示同意，他說，以國民黨的歷史關(guān)系，應(yīng)該居于領(lǐng)導(dǎo)地位，但是，如果國民黨政府不容納中國共產(chǎn)黨，將難以克服其困難。斯大林聲明，這是為中國利益著想，并非有意袒護(hù)任何黨派。

當(dāng)天的會談持續(xù)了三個半小時，從宋子文給蔣介石的電報來看，雙方在東北三省問題上“比較滿意”，但“外蒙問題則成僵局”。

由于宋子文的強(qiáng)硬態(tài)度，經(jīng)過激烈的爭論之后，斯大林未能迫使中方接受他的要求。事后，宋子文告訴哈里曼，中國人民雖然知道中國目前不能對外蒙古行使主權(quán)，但是，如果某個政府放棄中國在這個區(qū)域的權(quán)利，人民是不會擁護(hù)它的。事后，宋子文訊問哈里曼，羅斯福過去對這個問題的解釋如何，他請哈里曼立即致電華盛頓詢問美國政府的實際看法。

可是，美國的回答使宋子文有些失望。7月4日，杜魯門通過國務(wù)卿貝爾納斯電告哈里曼，美國在目前莫斯科的討論中不愿對雅爾塔協(xié)定中的任何一點充任解釋者。但哈里曼可以“非正式地”向宋子文說明他的了解：就美國方面來說，雅爾塔協(xié)定中關(guān)于外蒙古地位所用字句的解釋，沒有任何討論。既無討論，那么按照大家對這些寫下了的字句公認(rèn)的意思，就是外蒙古目前事實上和法律上的地位應(yīng)當(dāng)保持下去。

由此可見，美國在這個問題顯得小心翼翼，不愿意刺激莫斯科，所以它的解釋實際上偏向于蘇聯(lián)。杜魯門在致哈里曼的電報中還說：只限你一個人知道：“我們對現(xiàn)狀的了解是，雖然在法律上外蒙古的主權(quán)至今屬于中國，但事實上這個主權(quán)未被行使。美國政府，按照1922年的九國公約，一向謹(jǐn)慎地沒有絲毫表示，它認(rèn)為中國邊遠(yuǎn)的屬地，如外蒙古，與中國其他部分具有不同的地位。”

第一次談判陷入僵局之后，蔣經(jīng)國以私人名義拜訪了斯大林。會見時，斯大林開門見山地問道：中國為什么堅持不讓外蒙古獨立？

蔣經(jīng)國解釋說，中國抗戰(zhàn)七年，就是為了要把失去的土地收復(fù)回來，今天日本還沒趕走，東北、臺灣還沒有收回，一切失地，都在敵人手里，反而把這么大的一塊土地割讓出去，那豈不失去了抗戰(zhàn)的本意？中國國民一定不會原諒我們，會說我們“出賣了國土”。在這種情況下，國民一定會起來反對政府，那我們就無法支持抗戰(zhàn)。所以，“我們不能同意外蒙古歸并俄國”。

斯大林很不客氣地說，你要知道，“今天并不是我要你來幫忙，而是你要我來幫忙；倘使你本國有力量，自己可以打日本，我自然不會提出要求。”

蔣經(jīng)國反問道：“你為什么一定要堅持外蒙古‘獨立’？外蒙古地方雖大，但人口很少，交通不便，也沒有什么出產(chǎn)。”

斯大林直言不諱地說：“老實告訴你，我之所以要外蒙古，完全是站在軍事的戰(zhàn)略觀點而要這塊地方的。”假如有一支軍事力量，從外蒙古進(jìn)攻蘇聯(lián)，西伯利亞鐵路被切斷，蘇聯(lián)就完了。

對于斯大林的擔(dān)憂，蔣經(jīng)國信誓旦旦地保證：你用不著再在軍事上有所憂慮，蘇聯(lián)如果參加對日戰(zhàn)爭，日本打敗之后，它就不會東山再起了，也就沒有力量占領(lǐng)外蒙古，并以此作為侵略蘇聯(lián)的基地。你擔(dān)心從外蒙古進(jìn)攻蘇聯(lián)的軍事力量，除了日本外，只有一個中國。但中國同蘇聯(lián)簽訂了“友好條約”，“你說二十五年，我們再加五年，則三十年內(nèi)，中國也不會打你們；即使中國要想攻擊你們，也還沒有這個力量，你是很明白的。”

斯大林并不贊同蔣經(jīng)國的解釋，他說，雖然日本打敗后，不會重新占領(lǐng)外蒙古并進(jìn)攻蘇聯(lián)，一時可能如此，但非永久如此。如果日本打敗了，日本這個民族還會起來。他甚至稱，條約是靠不住的。中國現(xiàn)在可能沒有力量侵略蘇聯(lián)，但是，只要中國能夠統(tǒng)一，就會比任何國家的進(jìn)步都要快。

會談中，斯大林堅持“非要把外蒙古拿過來不可”。他還為此辯解說，日本和中國沒有力量占領(lǐng)外蒙古，但不能說就沒有“第三個力量”這樣做。而這個所謂第三個力量，實際上就是指美國。

7月5日，蔣介石看過宋子文的電報后得知斯大林堅持要求外蒙古獨立，否則達(dá)不成協(xié)議。經(jīng)再三考慮，蔣介石意識到蘇聯(lián)對外蒙古的要求“志在必得”，決不是以任何高度自治或準(zhǔn)其駐兵的方式能夠滿足其欲望的。如果不答應(yīng)斯大林的要求，那么“東北與新疆各種行政之完整無從交涉”，共產(chǎn)黨問題“更難解決”。況且，外蒙古“事實上已為俄占有”。如果只為虛名，而受其實禍，“決非謀國之道”。在權(quán)衡利弊之后，蔣介石決心“忍痛犧牲”，同意外蒙古戰(zhàn)后“投票解決其獨立問題”，以作為同斯大林協(xié)商解決東北、新疆與中共問題的交換條件。

于是，蔣介石已不再猶豫了，于7月6日致電宋子文，明確了國民黨政府處理外蒙古問題的原則。他表示，如果東北與新疆問題“真能確實統(tǒng)一，所有領(lǐng)土主權(quán)及行政真能完整無缺”，那么“外蒙獨立或可考慮”。他還提出三項具體的交換條件：第一，東三省的領(lǐng)土主權(quán)和行政必須完整。即：旅順軍港的行政管理權(quán)必須歸中國主管之下，與蘇聯(lián)共同使用而非共同管理。大連為自由港，其行政權(quán)歸中國。中東鐵路干線可同蘇聯(lián)共同經(jīng)營而不是雙方共管；第二，新疆伊犁及全疆各地被陷地區(qū)完全恢復(fù)；第三，中共軍令政令必須歸國民黨中央。

關(guān)于外蒙古問題，蔣介石希望由“外蒙古人民投票方式解決”，如果外蒙古人民投票“結(jié)果為外蒙獨立”，中國政府將正式提請國會，由國會通過后，“政府乃正式批準(zhǔn)予以獨立”，但必須在抗戰(zhàn)勝利之后?，F(xiàn)在只是作為對蘇聯(lián)的承諾，“不能訂立任何秘密協(xié)定”。蔣介石在電報中還說，如果蘇聯(lián)能協(xié)助中國對日作戰(zhàn)取得勝利，并且對內(nèi)切實統(tǒng)一，中國政府“可忍此犧牲”。與此同時，蔣介石還委托赫爾利將上述條件轉(zhuǎn)告了杜魯門，并且聲稱，這是他所能做出的“最大讓步”。

由于蔣介石的讓步，外蒙古問題的談判終于取得了突破。斯大林接受蔣介石的“折衷方案”，終于就“事情的實質(zhì)取得一致”，而“剩下的只是形式問題”。

蔣介石得知后，感到蘇聯(lián)提出的條件比沙皇1896年的條件更為苛刻，“明知其為討價，而寸衷刺激不堪”。他在當(dāng)天的日記中寫道：“所受侮辱，亦云極矣。”7月11日，蔣介石致電宋子文，指示對蘇交涉要點，尤其強(qiáng)調(diào)了中國在東北的主權(quán)與行政的完整：（1）關(guān)于旅順、大連及鐵路問題。旅順軍港由中蘇兩國在同盟期間共同使用，對于純粹軍事部分，委托蘇聯(lián)管理，但行政權(quán)屬于中國。大連港必須為純粹自由港，其行政權(quán)必須屬于中國。中東南滿鐵路所有權(quán)完全屬于中國，但允許蘇聯(lián)在同盟期間共同經(jīng)營，鐵路警察權(quán)應(yīng)絕對屬于中國。（2）中蘇互助同盟期限定為30年。（3）旅大以外區(qū)域中國所派主要行政人員應(yīng)得蘇聯(lián)同意一節(jié)，中國決不能承認(rèn)；中東南滿鐵路蘇聯(lián)恢復(fù)權(quán)益的相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)以機(jī)車車輛工業(yè)機(jī)廠建筑物為限，其土地應(yīng)歸中國所有；沙皇時代在鐵路沿線開采的煤礦及森林不包括在內(nèi)；重申中東南滿鐵路平時不能運兵。（4）關(guān)于中共問題，蘇方所作的承諾應(yīng)列入談話記錄；蘇聯(lián)不僅不能向中共提供武器，即在宣傳經(jīng)濟(jì)與交通等方面亦不得支持中共。（5）條約簽訂之后，蘇方應(yīng)發(fā)表宣言保證尊重中國東北主權(quán)與行政完整。

在當(dāng)天舉行的談判中，斯大林同意中國在戰(zhàn)勝日本和公民投票后承認(rèn)外蒙古獨立，但中方必須作出讓步，在相關(guān)的聲明中說明外蒙古人民已經(jīng)多次表明他們的獨立愿望。斯大林還表示，蘇聯(lián)在對日作戰(zhàn)勝利后二三個星期開始撤軍，二個半月撤完。

至此，尚未解決的問題包括外蒙古邊界、中東鐵路所有權(quán)、蘇聯(lián)在鐵路沿線駐扎軍隊以及鐵路董事長局長人選等。由于若干問題已“圓滿解決”，所以，當(dāng)天的談判顯得“稍見和洽”。

兩天之后，即7月13日，中蘇談判因斯大林出席波茨坦會議而中斷。宋子文返回重慶同蔣介石進(jìn)行磋商。隨后，蔣介石通過彼得羅夫向斯大林轉(zhuǎn)交了一封信。他在信中表示，中國在大連、旅順和中東鐵路問題上可以作出讓步，但由中蘇軍事委員會聯(lián)合使用旅順港的事宜，中國行政人員的任命，“不能先征得蘇方同意”。大連作為東北的主要港口，“須置于中國行政管理之下”。而且，“大連以及由長春至大連之鐵路不得劃入軍事區(qū)”。

蔣介石對外蒙古問題一直耿耿于懷。因為他對維持外蒙古現(xiàn)狀的理解是“中國有宗主權(quán)”，所以，在宋子文赴蘇談判之前，國民黨中央對外蒙古問題并沒有認(rèn)真研究。結(jié)果，蘇聯(lián)方面提出外蒙古問題，多少有些出乎蔣介石的意料。他一再承認(rèn)，外蒙古獨立對于中國犧牲太大，中國人民和國民黨內(nèi)部“都會反對”。7月19日，蔣介石同彼得羅夫談話時明確表示，為了讓蘇聯(lián)保證中國東北主權(quán)完整，幫助他解決中共和新疆問題，他才有可能“排除一切反對意見，解決外蒙問題”。

鑒于中方在滿足蘇聯(lián)條件方面“已盡最大可能作出了讓步”，但蔣介石擔(dān)心斯大林還會提出使他無法接受的要求，于是，他希望杜魯門在波茨坦會議上能夠按照中國政府的意愿向斯大林施加一點壓力。7月20日，蔣介石致電杜魯門：盡管中國沒有出席雅爾塔會議，但你應(yīng)該體會到我們已經(jīng)最大限度地履行雅爾塔協(xié)定。“在外蒙古問題上我們甚至超過了這種限度，我們作出了中國輿論所許可的最大讓步。”這種讓步“可能已經(jīng)超出了中國人民所能支持的范圍”。蔣介石要求杜魯門在同斯大林會晤時，“向他指出我們采取的顯系合理的立場，使他不要堅持不可能做到的條件”。

8月10日，日本宣布接受波茨坦公告，以致中方不得不考慮日本投降對中蘇關(guān)系可能產(chǎn)生的影響。如果不迅速達(dá)成一項協(xié)定，一旦蘇軍占領(lǐng)東北，斯大林就會更加強(qiáng)硬。此時，美國已經(jīng)放棄了在中蘇談判中的克制態(tài)度。哈里曼奉命向斯大林通報了美國的立場，認(rèn)為宋子文提出的方案符合雅爾塔協(xié)定，希望蘇聯(lián)方面不要再強(qiáng)迫中方讓步。同時，杜魯門要求斯大林不得強(qiáng)迫中國給予更多的租借地，尤其不要把大連劃入蘇聯(lián)軍事區(qū)。

……

會談中，雙方圍繞外蒙古邊界的劃分問題展開了激烈的爭論。蘇方既不肯接受中方提供的地圖，亦不愿意對換文作任何關(guān)于疆界的聲明。宋子文擔(dān)心，如果不明確劃分外蒙古邊界，那么將會涉及到新疆阿爾泰地區(qū)一部分領(lǐng)土的歸屬問題。這部分領(lǐng)土在1911年前屬于外蒙古，1924年蒙古人民共和國成立時該地區(qū)又劃歸新疆。1940年蘇聯(lián)出版的地圖卻把這一地區(qū)劃入外蒙古。1944年阿爾泰地區(qū)發(fā)生暴動，并且引發(fā)了邊界糾紛。因此，中方不能不考慮到，蘇聯(lián)有可能將這一地區(qū)視為外蒙古的一部分。于是，中方只好拿出1926年蘇聯(lián)出版的外蒙古地圖作證。

斯大林在會談中曾推測過中方的意圖，他說：如果中國政府尋找借口，以劃分邊界要求收回已作出承認(rèn)外蒙古的要求，就應(yīng)該“直截了當(dāng)?shù)睾吞孤实刂v清楚”。斯大林堅持認(rèn)為，外蒙古邊界十分清楚，25年來，外蒙古同新疆的邊界一直沒有發(fā)生糾紛，因而拒絕了宋子文提出的由中蘇聯(lián)合委員會堪定外蒙古邊界的提議。斯大林還向中方施加壓力，重新提出關(guān)于立即承認(rèn)外蒙古的要求。他甚至說，如果中國再糾纏外蒙古邊界問題，內(nèi)蒙古的疆界將會消失于外蒙古，成為一個更大的蒙古共和國。斯大林還警告宋子文：中國政府最好盡快同意達(dá)成一項協(xié)議，否則，中國共產(chǎn)黨就要進(jìn)入滿洲了。

盡管雙方經(jīng)過激烈的爭論，但在外蒙古的邊界問題以及旅順口、大連和中東鐵路的行政管理問題上仍未達(dá)成一致意見。據(jù)王世杰分析，斯大林始終沒有拿出蘇方地圖，原因在于：一是蘇方預(yù)計其地圖既包括新疆一部分領(lǐng)土，中方可能不會接受；二是唐努烏梁海等地方，原屬外蒙古，現(xiàn)已成蘇聯(lián)的一個屬國。但王世杰認(rèn)為，蘇方這種態(tài)度“似非蓄意與我為難，其欲藉此次締約，改進(jìn)中、蘇關(guān)系之心，似屬相當(dāng)誠摯。”

此時，蘇軍已經(jīng)深入中國東北腹地，斯大林在外蒙古問題上的態(tài)度變得十分強(qiáng)硬。8月11日，宋子文致電蔣介石，表示：“恐再難強(qiáng)蘇方讓步”。但是，蔣介石一連兩次回電堅持在承認(rèn)外蒙古獨立之前“堪定界線”，否則“外蒙問題之糾紛，仍不能解決”。蔣介石要求宋子文、王世杰“抱定此決心與態(tài)度”，即使停止談判，“亦所不恤”。宋子文、王世杰在商量之后認(rèn)為，這個時候還談?wù)摽敖鐔栴}顯然已經(jīng)不現(xiàn)實了，遂于8月12日致電蔣介石：中蘇條約必須締結(jié)，“倘再遷延，恐易引起意外變化”，對于外蒙古及其他未決事項，“可否授權(quán)權(quán)宜處置”。王世杰在電報中更是直截了當(dāng)?shù)卣f，如果中方要求先堪界，而后承認(rèn)外蒙獨立，則“為故意延宕，蘇方?jīng)Q不能同意”。外蒙古問題談判毫無結(jié)果，王世杰感到“不勝惶恐”。他分析了其中的利害關(guān)系：此次締約，可以明中蘇之間關(guān)系，保證蘇軍撤退，限定蘇方在東北的權(quán)益，“凡此皆為今后統(tǒng)一及建國所必需，倘再停止談判，則形勢必立變，前途隱憂甚大”。8月13日，蔣介石回電宋子文、王世杰，準(zhǔn)其“權(quán)宜處置”。

……

在8月13日至14日的談判中，宋子文宣布，蔣介石同意承認(rèn)外蒙古“在現(xiàn)有的邊界內(nèi)”獨立。這樣，中蘇談判的最大障礙被清除了。

……

8月14日，中蘇雙方終于簽訂了《中蘇友好同盟條約》。同時簽訂的還有《中蘇關(guān)于中國長春鐵路之協(xié)定》、《中蘇關(guān)于大連之協(xié)定》、《中蘇關(guān)于旅順口之協(xié)定》、《關(guān)于中蘇此次共同對日作戰(zhàn)蘇聯(lián)軍隊進(jìn)入東三省后蘇聯(lián)軍總司令與中國行政當(dāng)局關(guān)系之協(xié)定》等四個附件。

……

條約簽訂之后，蔣介石承認(rèn)，國民黨政府在下列涉及國家權(quán)益問題上，“不得不作出重大讓步”：（1）承認(rèn)外蒙的獨立自治；（2）東北長春鐵路的共同經(jīng)營；（3）宣布大連為自由港，對于長春鐵路直運蘇俄及由蘇俄直運出口之貨物，免除關(guān)稅；（4）旅順口由兩國共同使用為海軍基地。

盡管如此，蔣介石“總體上對條約是滿意的”。他還坦言，條約的簽訂表明蘇聯(lián)準(zhǔn)備幫助他統(tǒng)一中國的武裝力量，支持國民黨建立政府。

當(dāng)然，斯大林對條約感到更加滿意。蘇聯(lián)以最小的代價換來了在法律上承認(rèn)外蒙古的獨立，以及恢復(fù)了沙皇在中國東北的大部分特權(quán)，從而大大改善了蘇聯(lián)在遠(yuǎn)東和太平洋地區(qū)的戰(zhàn)略地位。斯大林曾洋洋得意地說：“旅順口是我們的，大連是我們的”，而且“中長鐵路是我們的”，中國、蒙古，“一切都已正常”。