此后，又有数国的政界的外交界人士在中美之间进行了斡旋。包括7月3日，缅甸总理吴努与杜勒斯在华盛顿的会见。杜勒斯谈到：对中华人民共和国的承认问题不能永远搁置。吴努不仅敦促美国同中国直接谈判，而且建议谈判由代办级升为大使级。（注：《美国对外关系文件》（FRUS：1955-1957，vol.II），第629-630页。）梅农在杜勒斯的陪同下两次拜会艾森豪威尔。杜勒斯虽然表面上不失礼节地忙于接待吴努和梅农等宾客，但内心却对他们并不完全信任。因为杜勒斯觉得这些人不够“精明”，不能够准确无误地向美国传递中共的“真实意图”，也不能将美国的意图传递过去。鉴于此种情况，杜勒斯得出一个结论，这就是：美中间的“直接接触也许要比通过这些文人中介活动的危险性更小”。（注：《美国对外关系文件》（FRUS：1955-1957，vol.II），第631页。）7月7日，杜勒斯亲自致电美驻意大利大使馆，将艾森豪威尔致尼赫鲁的一封信发送过去，请使馆转交正在国外访问的尼赫鲁。电报以给尼赫鲁6日27日致艾森豪威尔信的回信形式， 告知了尼赫鲁：“美国正在设想选派一名大使在日内瓦会见中共政权具有相应地位的代表。”（注：《美国对外关系文件》（FRUS：1955-1957，vol.II），第637-638页。）
    7月11日，杜勒斯致电美国驻英使馆，请使馆向麦克米伦致谢， 并请英政府向中国政府建议：中美双方各派大使级代表一名，在双方同意的日期在日内瓦举行会谈，以便有助于“愿意返回各自国家去的平民遣返问题”，并“有利于进一步讨论和解决双方之间目前有争执的某些其他实际问题”。（注：《美国对外关系文件》（FRUS：1955-1957，vol. II），第643页。）英国政府7月13 日向中国政府提出建议， 中国政府于15日通过英国政府回复美国政府，同意中美举行大使级会谈。（注：裴坚章主编：《中华人民共和国外交史：1949-1956》，第344-345页。）7 月25日，中美同时发布了两国将在日内瓦举行大使级会谈的新闻公报。
    四、中美大使级会谈的开始
    1955年8月1日，中美大使级会谈在日内瓦国联大厦举行。中国方面的代表是驻波兰大使王炳南，美国方面的代表是驻捷克大使亚历克希斯·约翰逊。会谈一开始，中方代表首先宣布：中国最高人民法院作出判决，提前释放11名美国间谍。
    此事的原委是这样的：1954年11月23日，中国军事法庭对两起美国间谍案进行了判决。一起是关于1952年11月29日唐奈和费克图两名美国人驾机侵入中国领空案；一起是1953年1月12 日美国空军上校阿诺德等11人驾机侵入中国领空案。两飞机均被中国军队击落。中国司法部门根据对捕获人员的调查，判定阿诺德等11人犯有从事间谍活动的罪行。美国政府通过英国驻华代办对中国提出的抗议，遭到中国政府严正拒绝。后来，美国又向联合国提出阿诺德等11人的释放问题。联合国于1953年12月10日通过决议，将被中国拘禁的美国间谍说成是“联合国军事人员”，并委派联合国秘书长哈马舍尔德于1955年1月来北京交涉此事。 （注：谢益显主编：《中国外交史》，第173-174页。） 美国自日内瓦会议以来中美之间的接触中，所谈到的遣返美国公民一事，均与此有关。
    中国是根据上述美国人员在中国的犯罪事实对其判刑的。而此次中国司法部门对阿诺德等11名在押美国案犯予以提前释放，这就为会谈创造了良好开端，也使中国代表获得谈判桌上的主动权。这里要补充的一点是，当时中美双方对会谈的议程及目的存在着原则的分歧。中国方面认为，会谈应着重讨论台湾问题和安排杜勒斯国务卿与周恩来总理的直接会谈以及建立文化联系等实质问题，而美国则只想通过接触要回扣压在中国的美国人，并企图使中国承诺不对台湾使用武力。（注：王炳南：《中美会谈九年回顾》，世界知识出版社，1985年，第47页。）美方根本没有料到中国会在谈判伊始，就发布上述决定。美方对中国的决定表示了感谢。然后，双方就大使级会谈包括的两项议程达成协议：第一项议程是双方平民的回国问题；第二项是双方有争议的其他实际问题。这一阶段的讨论中，各方均可提出自己认为应付诸讨论的任何直接牵扯中美双方的问题。第一次会议比较顺利地结束了。（注：肯尼思·杨（Kenneth Young）：《同中共谈判》（Negotiating with theChineseCommunists, New York:McGraw-Hill,1968），第65-66页。）
    第二天的第二次会议，双方提出了遣返侨民名单。在中国提出的名单中包括钱学森。6月间， 钱学森给国内的家书中夹带了给陈叔通副委员长的信，要求政府帮助他早日回国。周恩来将信转给了王炳南。在会谈中，约翰逊曾狡辩说没有证据表明旅居在美的中国人想回去，王炳南立即举出钱学森的例子予以驳斥。（注：王炳南：《中美会谈九年回顾》，世界知识出版社，1985年，第49页。）第三次会议美方一开始就提出了让中方立即无条件准许所有美国人离境的要求。中方代表则郑重重申了中国对遣返留学生和侨民的立场。第四次会谈中，王炳南再次就钱学森回国一事向美方提出交涉，约翰逊告知中方，美国对包括“加州理工大学火箭专家”钱学森在内的中国留学生返回的“限制”已经“取消”。（注：《美国对外关系文件》（FRUS：1955-1957，vol.II），第19-20页。）以后双方又在是否“授权”第三国代管侨民利益的问题上陷入僵局。美方奉行的是“不承认”中国的立场，担心此举会构成“事实上”的承认，坚持中国只能“邀请”印度代管侨务。最后，双方达成妥协，使用了“委托”一词。（注：裴坚章主编：《中华人民共和国外交史：1949-1956》，第347-348页。）
    经过历时40天的14次谈判，中美双方终于在没有外交关系的情况下，发表了一个奇特的“协议声明”（agreement announcement）：“中华人民共和国（美利坚合众国）承认在中华人民共和国的美国人愿意返回美利坚合众国（在美利坚合众国的中国人愿意返回中华人民共和国者），享有返回的权利，并宣布已经采取、且继续采取适当磋商，使他们能够尽速行使其返回的权利。”（注：王炳南：《中美会谈九年回顾》，世界知识出版社，1985年， 第55页。） 这份协议是中美大使级会谈唯一达成的协议，也是1972年《上海公报》发表以前，美国和中华人民共和国之间达成的唯一正式协议。中美大使级会谈共谈判136次， 断断续续历时15年。谈判时间之长，经历之曲折，交锋之激烈和协议之独特，在国际关系的历程中写下了罕见的一页。
    总之，早在50年代中期，虽然中美两国的关系仍处于剑拔弩张的紧张状态，但中方在坚持原则的前提下，依然以灵活的外交手法纵横捭阖、巧妙周旋，在一定程度上作出了缓和中美关系的努力。尽管在当时的历史背景下，美国政府不可能立即改弦易辙，改变其敌视中国的态度，但中国的外交努力，特别是周恩来卓越的外交艺术，竟然使得中美这两个连起码的外交关系都没有的国家以如此奇特方式建立了官方接触的渠道。正如周恩来在50年代末的一次会议上评价中美大使级会谈说：虽然会谈没有取得双边关系的“实质性”进展，“但我们毕竟就两国侨民问题进行了具体的和建设性的接触。我们要回了一个钱学森。单就这件事来说，会谈也是值得的，有价值的。”（注：王炳南：《中美会谈九年回顾》，世界知识出版社，1985年，第55－56页。）