第一次会谈不欢而散
当晚六点，斯大林率领苏共全体政治局委员会见毛泽东一行。毛泽东来到克里姆林宫，在斯大林的办公室门口，两人的手第一次握在了一起。斯大林关心地问：“路上还安全吧？”
毛主席说：“我的老朋友蒋介石很关心我的此次之行，他肯定要给我点小动作，不过我们已经采取了严密的防范措施。”
据师哲回忆，毛泽东在见到斯大林后说：“我是长期受打击排挤的人，有话无处说。”斯大林祝贺中国革命取得了伟大的胜利，称“胜利者是不受指责的”，并略显惊讶地说，“想不到你是这么的年轻和健壮”。
双方的会谈从战争问题开始，焦点是中苏条约。
1945年8月14日，中国国民政府同苏联政府签订了《中苏友好同盟条约》，承认了雅尔塔会议强加给中国的屈辱协定。关于这个条约，1949年2月，米高扬在西柏坡向毛泽东等人说过，苏联认为该条约是“不平等条约”。米氏还说，苏联政府已经决定，—旦同日本签订和约，以及美国从日本撤军，苏联就“废除这个不平等条约”。
同年7月，刘少奇访问莫斯科，就条约问题提出3种解决方案：1.不加任何修改；2.签订新条约；3.暂时维持原有条约，在适当时机重新签订。斯大林也承认这是不平等条约，并表示“等毛泽东到莫斯科后再决定这个问题”。
新中国成立前，毛泽东确定的外交政策是“打扫干净屋子再请客”，不承认过去的不平等条约。因此，对毛泽东来说，他自然是想签订新条约。访苏前夕，毛泽东又多次向苏联方面提起条约问题。
会谈中，毛泽东再次提起条约问题。据俄罗斯档案记载，斯大林的态度很明确：“我们内部决定暂不修改该条约的任何条款。”在斯大林看来，雅尔塔协定规定了这个条约最主要的条款，如果改动其中的一款，都会给美国和英国提供法律上的借口，他们就会乘机提出修改有关千岛群岛、库页岛、南萨哈林等地的条款。
很明显，斯大林把苏联的既得利益同中苏条约紧紧地捆在一起了，他不想拿这些地方当赌注。至于涉及中国主权的旅顺和中长路问题，苏方认为可以采取变通的办法，形式上保留，实际上修改现行条约，哪怕撤走驻扎在旅顺口的苏联军队也行。
但中国方面只想签订新条约，在讨论条约时，并没有将美英对雅尔塔协定的立场考虑进去。俄罗斯档案记录了毛泽东当时的回答：“怎么对共同事业有利，我们就怎么办。这个问题要慎重考虑。”不过现在已经清楚，“目前不要急于从旅顺撤军，也不要急于修改条约。”
给斯大林祝寿
1949年12月21日，斯大林70大寿。生日庆典上，斯大林对毛泽东热忱相待，特意安排毛泽东坐在身边。尽管毛泽东的位置很抢眼，但他的表情依然冷漠，没有一丝笑容，沉默寡言，原因可能是第一次会谈结果令他大失所望。
毛泽东在宴会上的贺词屡屡被“热烈的掌声”所打断。庆祝大会之后，举行了演出，毛泽东和斯大林同坐一个包厢。演出结束后，人们还不时地回过头来欢呼：“斯大林!毛泽东!”
几天后，毛泽东对柯瓦廖夫说，他这次“不是专来替斯大林祝寿的，还想做点工作。”看来，毛泽东此行的主要目的不是祝寿，他要唱的是“中苏条约”这出大戏，这才是莫斯科之行的真正目的。
12月22日， 斯大林七十大寿的第二天，毛泽东要求再次与斯大林见面。两天以后，在斯大林的别墅，两人举行了第二次正式会谈，这次长达五个半小时。他们谈到了越南、日本、印度、西欧等许多国际问题，但对于中苏之间的新约，斯大林依然只字未提。
这使毛泽东极为恼火，一气之下，毛泽东索性闭门不出，躲在别墅里“睡大觉”。当柯瓦廖夫来请毛泽东外出参观时，毛泽东拍着桌子大骂苏联人是王八蛋，说他的任务只有三条：“一是吃饭，二是睡觉，三是拉屎。”他还冲柯瓦廖夫发火说：“我到莫斯科来，不是单为斯大林祝寿的。你们还要保持跟国民党的条约，你们保持好了，过几天我就走。”
