毛泽东1949年12月6日晚乘火车去往莫斯科，经过十天的颠簸终于到达目的地，在欢迎的人群中，毛泽东并没有看到他想要见的人——斯大林。这是毛泽东生平第一次出国，也是第一次去会面斯大林。
6个小时后，毛泽东见到了斯大林。据当时中方俄文翻译的女儿回忆，斯大林见到毛泽东就说，伟大，伟大！你还很年轻吗，身体很好，你伟大，你伟大！毛泽东说，我是长期收排挤压制的，有话无处说，斯大林说，胜利者是不受审的，胜利就是一切，你是胜利者。斯大林的意思是，你已经是胜利了，证明你是正确的，其它你就别提了。而毛主席是有一肚子的话相向斯大林倾诉就是谈所谓的两条路线斗争，就是历来党内和他意见不一致的问题，就证明自己是正确的，而斯大林觉得谈这些没有必要。而这是两个人想不到一块的第一次。
当正式谈的时候，斯大林坐在正中间，右边是苏联自己的人，左边是中国代表团。明显把毛主席没放在和他同等的位置上。斯大林是习惯了他的大国沙文主义的做派，和欧洲那些领导人在一块也是这样，所以他不觉得有什么问题。
毛泽东此行的目的除了给斯大林过70岁生日，最重要的是想重新签订原来苏联和蒋介石签订的《中苏友好条约》。中国人有个特点是作为客人是不好先向主人要什么的，第一次会谈，毛泽东并没有直接和斯大林说明签订条约的事。据当时的会谈纪要，在会谈的一开始，斯大林问：你来一趟不容易，我们这次应该做些什么，你有些什么想法或愿望吗？毛泽东回答说：恐怕是要经过双方协商搞个什么东西，这个东西应该是既好看，又好吃。斯大林的想法是希望中国能提出来，毛主席的想法和他不一样，毛主席是中国传统的想法，我是客人，你是主人，我来肯定是求你帮助的，但是帮助只能你给我，不能我跟你要。这也是两人第二次想不到一块。
接下来的谈话，毛泽东最终向斯大林提出了希望重新签订中苏友好条约的事。但是被斯大林打断了，斯大林说：这个问题可以讨论和解决，但苏中之间是根据《雅尔塔协定》缔结这个条约的，所以苏联领导人决定暂时不改动这个条约的任何条款。斯大林是考虑到《雅尔塔协定》中还有苏日之间的领土问题，如果重新签订中苏条约，《雅尔塔协定》会不会也会失效。在这第一次会谈中，斯大林先声夺人，明确表示了不签约的立场，无疑给初来乍到的毛泽东出了一个难题。斯大林还说，这个条约是不是推后一点，我们共同发布一个声明，共同承认过去的条约还有效就行了。毛主席心里是不同意的，实际上没回答这个问题，斯大林就说你们考虑考虑，我们就这样办。
随后，毛泽东给在中南海焦急等待消息的刘少奇和周恩来发了电报，用不满的口吻讲述了这次会谈的过程。这让中国领导人觉得似乎这次不大可能与苏联签订一个让中国人满意的新条约。
但是毛泽东并没有放弃这次谈判，试图将自己不满的情绪传达给斯大林，对陪同他回住地的苏联人员有意大发脾气。但事实上，并没有奏效，因为和中国不同，斯大林下面的人压根不敢给斯大林反映毛泽东的不满，怕被责骂。
尽管斯大林拒绝了毛泽东希望重新签订条约的要求，但是在他70周岁生日大会上，还是给了毛泽东最高的荣誉，让毛泽东坐在自己身边，并第一个发言。但这并没有消除毛泽东对第一次会谈的不满情绪。这从斯大林生日大会上的合影就能看出来，毛泽东的眉头始终紧锁，没有一丝笑意。
生日大会后，其它国家领导人都陆续回过了，毛泽东在接到刘少奇电报后，决定不走了，就待在那儿，非要再见斯大林一次，后来斯大林同意了再谈一次。当时毛主席以为就要谈中苏条约的事了。于是又给刘少奇发了一个电报，说看来明天就要谈中苏条约了，你们就等好消息吧。结果呢，没想到第二天会谈，斯大林跟毛泽东扯东扯西，就是不谈中苏条约的事儿。这让毛泽东回来气愤得不得了，一直阴沉着脸。斯大林的强硬跟毛泽东的坚持，也注定了这场谈判是考验双方智慧和耐心的拉锯战。
第二次会谈后，毛泽东闷闷不乐地待在别墅里，承受着来自国内外的巨大压力。当时很多民主人士反对毛泽东厨房莫斯科。怕毛泽东单独访问苏联，会使中国与西方国家的关系复杂化。而中共说服党外人士的理由就是，毛泽东访苏就是签订一个新的中苏友好条约，从而给西方国家施加压力，提高新中国的国际地位。
面对斯大林的强硬态度，毛泽东觉得自己无论如何是不能空手而归的。毛泽东采取了一种对峙的态度，拒绝了苏联安排的去苏联全国游览的建议，取消了各种参观和演讲。毛泽东把自己关在别墅里，看一些历史人物传记的影片。
直到外部环境的变化才让这一谈判继续下去，一是中国与印度，缅甸，英国、瑞士等国的建交问题，另外一个是美国宣称南朝鲜和中国台湾不在美国的安全包围范围内。以此来拉拢中国。斯大林也担心中国这个大的社会主义阵营的国家亲英美。最终不得已同意了和中国重新签订中苏友好条约。
